¿Impinj o NXP para las etiquetas RFID de lavandería? Lo que realmente importa

A la hora de desarrollar o seleccionar una etiqueta RFID para lavandería, surge inevitablemente la cuestión de qué circuito integrado elegir. Sin embargo, la selección de circuitos integrados RFID no puede basarse únicamente en las especificaciones de la ficha técnica.

Impinj y NXP son dos proveedores consolidados de circuitos integrados para etiquetas RFID RAIN, y ambos ofrecen opciones de alto rendimiento que se utilizan en aplicaciones RFID a nivel de artículo. En la actualidad, la serie M800 de Impinj y la familia UCODE de NXP representan dos importantes vías tecnológicas a disposición de los diseñadores de etiquetas RFID.

Resulta tentador compararlos fijándose en algunas cifras de una ficha técnica —como la sensibilidad de lectura, la capacidad de memoria o la velocidad de escritura— y concluir que un circuito integrado es mejor que otro.

En el caso de la tecnología RFID aplicada a la lavandería, la respuesta rara vez es tan sencilla.

Un circuito integrado RFID no funciona de forma independiente. Su rendimiento en la práctica depende de la antena, el diseño de la etiqueta, el material textil, la infraestructura del lector y las condiciones de cada punto de lectura.

Así que, en lugar de preguntarnos qué marca fabrica el “mejor” circuito integrado, una pregunta más útil sería:

¿Qué características del circuito integrado son realmente importantes cuando la etiqueta terminada se utiliza en una lavandería industrial?

El panorama de los circuitos integrados ha cambiado

Durante muchos años, la selección de circuitos integrados para etiquetas RFID UHF de uso general se centró en plataformas consolidadas, como la serie Monza de Impinj y la familia UCODE de NXP.

Las últimas generaciones han mejorado aún más el rendimiento de RF.

La serie M800 de Impinj incluye actualmente los modelos M830 y M850. Ambos ofrecen una sensibilidad de lectura especificada de -25,5 dBm y son compatibles con Impinj Gen2X, además del funcionamiento estándar RAIN RFID / GS1 Gen2v2. La principal diferencia en cuanto a la memoria es que el M830 cuenta con una memoria EPC de 128 bits sin memoria de usuario, mientras que el M850 cuenta con una memoria EPC de 96 bits más una memoria de usuario de 32 bits.

Por parte de NXP, UCODE 9 y UCODE 9xe siguen siendo plataformas consolidadas de alto rendimiento. Ambas ofrecen una sensibilidad de lectura especificada de -24 dBm. UCODE 9xe amplía la memoria EPC de 96 a 128 bits, al tiempo que mantiene el mismo rendimiento de RF que UCODE 9.

El nuevo UCODE X mejora aún más el rendimiento de RF: NXP especifica una sensibilidad de lectura de -26,2 dBm y una sensibilidad de escritura de -23 dBm, junto con una configuración flexible de la memoria EPC/de usuario.

Sobre el papel, estas diferencias son fáciles de comparar.

Sin embargo, el encargado de una lavandería no utiliza un circuito integrado.

Utilizan un Etiqueta RFID para ropa terminada, integrada en un sistema RFID completo.

Esa distinción modifica la forma en que deben interpretarse estas especificaciones.

Una mayor sensibilidad del IC no implica automáticamente que la etiqueta de lavado sea mejor

La sensibilidad de lectura suele ser la primera característica que se compara.

Un circuito integrado más sensible necesita menos potencia de radiofrecuencia recibida para entrar en funcionamiento. En principio, esto puede proporcionar un mayor alcance de lectura, permitir el uso de antenas más pequeñas u ofrecer a la etiqueta un mayor margen de radiofrecuencia en condiciones difíciles.

Todas ellas son útiles.

Pero la relación no es:

Mayor sensibilidad = mayor alcance de lectura proporcionalmente = mejor etiqueta para la colada.

El circuito integrado es solo una parte del diseño de radiofrecuencia.

La antena determina la eficacia con la que se capta la energía de radiofrecuencia y se transmite al circuito integrado. Su geometría, la adaptación de impedancia, el ancho de banda de funcionamiento y la interacción con los materiales circundantes pueden influir significativamente en el rendimiento de la etiqueta final.

Las etiquetas de lavandería introducen variables adicionales.

Pueden coserse a la ropa de cama, insertarse en un dobladillo, termosellarse a los tejidos o integrarse en las prendas. Pueden doblarse junto con el tejido, apilarse o envolverse en ropa de cama húmeda. Rara vez se controla su orientación con respecto a la antena del lector.

Un bien desarrollado Etiqueta RFID para ropa Por lo tanto, un dispositivo basado en un circuito integrado (IC) maduro puede ofrecer un rendimiento superior al de una etiqueta que utilice un IC más nuevo y sensible si este último no se ha optimizado adecuadamente como diseño completo.

En cuanto a la tecnología RFID para lavanderías, Una mayor sensibilidad del circuito integrado debe considerarse como un margen de seguridad adicional, más que como una garantía de un mejor rendimiento de la etiqueta.

No obstante, ese margen puede resultar valioso.

Esto podría permitir a un diseñador reducir las dimensiones de la antena, mejorar el rendimiento en orientaciones complejas, compensar las pérdidas provocadas por el embalaje de las etiquetas o aumentar la tolerancia en entornos textiles difíciles.

En última instancia, el beneficio debe demostrarse a nivel de la etiqueta final.

El entorno de la lavandería modifica el problema de las radiofrecuencias

Servicios de lavandería industrial son especialmente útiles para comprender por qué las comparaciones entre fichas técnicas tienen sus limitaciones.

Una etiqueta de lavandería no permanece en un mismo entorno de radiofrecuencia controlado durante toda su vida útil.

La misma etiqueta puede leerse tanto si los textiles están sucios, mojados, apilados sin apretar, apilados apretados, doblados, en movimiento en una cinta transportadora o almacenados como stock limpio.

Consideremos varios puntos de lectura típicos.

Recepción de ropa sucia

Los textiles que se reciben pueden llegar en bolsas, carritos o grandes montones.

Las etiquetas pueden estar muy apiñadas y presentar una orientación impredecible, y los tejidos pueden contener una cantidad significativa de humedad.

En estas condiciones, el reto no consiste en alcanzar la máxima distancia de lectura posible desde una etiqueta aislada.

El sistema necesita un margen de RF suficiente y una zona de lectura bien diseñada para identificar de forma fiable un conjunto amplio e irregular de etiquetas.

Clasificación

La clasificación automatizada o semiautomatizada plantea un requisito diferente.

Los artículos pueden pasar por un punto de lectura definido a gran velocidad. El tiempo de lectura disponible se reduce, por lo que resulta cada vez más importante garantizar un rendimiento fiable del inventario.

En este caso, tanto el rendimiento de la etiqueta como las capacidades del lector pueden influir en el resultado.

Inventario de ropa de cama limpia

Tras el lavado y el acabado, los textiles pueden doblarse y apilarse de forma compacta.

El entorno es más limpio y predecible, pero la orientación y el apilamiento de las etiquetas siguen planteando problemas de radiofrecuencia.

Una vez más, la uniformidad en toda la pila suele ser más valiosa que una distancia máxima de lectura excepcional de una etiqueta situada en la posición óptima.

Lectura en dispositivos portátiles

El inventario con dispositivos portátiles crea otro entorno de radiofrecuencia más.

La posición, la distancia y la orientación del lector cambian continuamente. El cuerpo humano y la masa textil circundante también pueden influir en la propagación de las radiofrecuencias.

Una etiqueta que ofrece un rendimiento excepcional en un túnel con lector fijo no tiene por qué aportar la misma ventaja relativa durante un recuento manual.

Por eso, la selección de circuitos integrados para aplicaciones de lavandería debe evaluarse en función de puntos de lectura operativos reales, en lugar de un único resultado del rango de lectura de laboratorio.

En qué aspectos el M800 y el Gen2X pueden marcar la diferencia

La serie M800 de Impinj plantea una consideración adicional, ya que sus capacidades van más allá de la sensibilidad habitual de los circuitos integrados.

Los modelos M830 y M850 siguen siendo compatibles con la interfaz aérea estándar RAIN RFID, por lo que las etiquetas basadas en ellos pueden funcionar con lectores que cumplan con la norma. Al mismo tiempo, son compatibles con Impinj Gen2X.

Con una infraestructura compatible, Gen2X incorpora mejoras de rendimiento que afectan a aspectos como la legibilidad de las etiquetas, la velocidad de inventario, el filtrado de etiquetas y la comunicación entre el lector y la etiqueta.

Esta distinción es importante.

Según el enfoque convencional, la mejora de la legibilidad de las etiquetas suele centrarse principalmente en el enlace de ida: el lector debe suministrar la energía suficiente para activar el circuito integrado.

Sin embargo, para que la lectura se realice con éxito, es necesario que el lector reciba y descodifique de forma fiable la respuesta de la etiqueta.

Gen2X aborda diversos aspectos de esta comunicación a nivel de sistema.

En el caso de una aplicación de lavandería que implique una gran densidad de etiquetas o puntos de lectura de alto rendimiento, esto podría suponer ventajas significativas.

Sin embargo, hay una salvedad importante:

El valor de Gen2X depende de la infraestructura de lectura y del diseño del sistema de lavandería.

Si una lavandería utiliza una infraestructura Gen2 estándar sin compatibilidad con Gen2X, una etiqueta M830 o M850 seguirá funcionando con normalidad y se beneficiará de las características de radiofrecuencia subyacentes del circuito integrado. Sin embargo, el sistema no obtendrá automáticamente todas las capacidades de rendimiento adicionales de Gen2X.

Por lo tanto, elegir el M800 simplemente porque es compatible con Gen2X no tiene mucho sentido, a menos que también se tengan en cuenta el entorno de lectura y la futura arquitectura del sistema.

Este es un buen ejemplo de por qué la selección de circuitos integrados RFID para lavanderías se está convirtiendo cada vez más en un decisión del sistema, no solo una decisión por emparejamiento.

Cuándo sigue teniendo sentido utilizar el UCODE 9

Que algo sea más nuevo no significa automáticamente que sea necesario.

UCODE 9 se ha convertido en una plataforma consolidada con una sensibilidad especificada de -24 dBm, y ya se han desarrollado numerosos diseños de etiquetas y antenas basados en ella.

Esa madurez tiene un valor práctico.

En el caso de un diseño de etiqueta para lavandería ya existente que ofrezca el rendimiento de lectura, la durabilidad y la estabilidad de producción requeridos, cambiar a otro circuito integrado únicamente porque su ficha técnica indique una mayor sensibilidad puede suponer un beneficio operativo mínimo.

El cambio de un circuito integrado puede requerir una reevaluación de la antena, pruebas de rendimiento y validación en producción. En el caso de una etiqueta para lavandería, también pueden ser necesarias pruebas de lavado repetidas y pruebas a nivel de aplicación antes de que una nueva configuración pueda considerarse equivalente al producto existente.

Si la etiqueta existente ya ofrece un margen de sistema suficiente, la decisión técnicamente correcta podría ser dejarla tal cual.

Esto nos lleva a un principio importante:

Una mejora de un circuito integrado solo resulta útil cuando resuelve una limitación real de rendimiento o de diseño.

¿Es importante la memoria adicional del UCODE 9xe en el sector de la lavandería?

El UCODE 9xe ilustra otro problema habitual en la selección de circuitos integrados.

Ofrece una memoria EPC de 128 bits en lugar de la configuración EPC de 96 bits de UCODE 9, al tiempo que mantiene el mismo rendimiento de RF especificado.

¿Así queda mejor la colada?

No necesariamente.

En muchos sistemas de gestión de ropa blanca, la etiqueta sirve principalmente para proporcionar una identificación única. La información relativa al tipo de prenda, la propiedad del cliente, el historial de lavados, el recuento de circulaciones, la ubicación y el estado del ciclo de vida se almacena en la plataforma de software, en lugar de registrarse repetidamente en la etiqueta RFID.

En una arquitectura de este tipo, una capacidad adicional de EPC podría aportar poco valor operativo.

Sin embargo, hay proyectos en los que un esquema de identificación ya existente, una arquitectura de integración o las especificaciones del cliente exigen una estructura de codificación más larga. En esos casos, la memoria EPC de 128 bits puede convertirse en un factor de elección legítimo.

Por lo tanto, la decisión debería basarse en la arquitectura de datos.

No elijas más memoria de etiquetas solo porque haya más memoria disponible.

En la mayoría de los sistemas de lavandería, la cuestión más importante es si la etiqueta puede identificarse de forma fiable en todos los puntos del proceso en los que sea necesario.

¿Qué cambia con UCODE X?

La llegada de UCODE X hace que la comparación resulte más interesante.

Con una sensibilidad de lectura especificada de -26,2 dBm, ofrece, en teoría, un margen de RF considerablemente mayor que las generaciones anteriores de UCODE. Además, ofrece una sensibilidad de escritura mejorada, una codificación más rápida y una asignación de memoria flexible.

En lo que respecta al diseño de etiquetas para ropa, lo más interesante no es simplemente la cifra en sí misma.

La verdadera pregunta es qué posibilidades ofrece al diseñador de etiquetas ese margen adicional de RF.

En principio, se puede utilizar para:

• mejorar la legibilidad sin alterar el tamaño de la etiqueta actual;
• reducir las dimensiones de la antena;
• compensar las pérdidas de radiofrecuencia provocadas por el encapsulado;
• mejorar el rendimiento cuando la orientación de las etiquetas es menos favorable;
• proporcionar un margen de diseño adicional en las distintas frecuencias de funcionamiento.

Pero cada una de estas posibilidades debe ser validada.

Las etiquetas para lavandería presentan unas limitaciones mecánicas y de materiales relativamente poco habituales en comparación con las etiquetas desechables de los comercios minoristas. La estructura de la antena debe resistir la flexión y los procesos de tratamiento repetidos, mientras que los métodos de encapsulación y fijación influyen en el diseño de radiofrecuencia.

Por lo tanto, el paso de UCODE 9 a UCODE X no debe considerarse como una simple sustitución de chips.

La pregunta relevante es:

¿Puede el nuevo circuito integrado (IC) permitir la creación de una etiqueta de lavandería que ofrezca una mejora apreciable o resolver una limitación que el diseño actual no puede resolver?

Si la respuesta es sí, podría merecer la pena volver a diseñar y validar el proyecto.

Si la etiqueta actual ya supera los requisitos de rendimiento de la aplicación, la capacidad adicional del circuito integrado podría ofrecer un beneficio práctico limitado.

La resistencia al lavado no es una especificación de la IC

Hay otra distinción importante que a veces se pasa por alto al comparar los circuitos integrados RFID.

Ni Impinj ni NXP determinan si una etiqueta para ropa ya terminada resistirá un proceso de lavado industrial basándose únicamente en las especificaciones del circuito integrado.

La resistencia al lavado se debe principalmente a la estructura integral de la etiqueta.

Esto incluye:

• unión entre el chip y la antena;
• material y estructura de la antena;
• encapsulación;
• sellado;
• protección mecánica;
• método de fijación;
• resistencia al calor, a la presión y a los productos químicos.

Un circuito integrado con un rendimiento de radiofrecuencia excelente puede acabar formando parte de una etiqueta de lavandería poco fiable si la conexión de la antena o el encapsulado fallan tras lavados repetidos.

Del mismo modo, una etiqueta duradera debe conservar no solo su integridad física, sino también un rendimiento de radiofrecuencia estable a lo largo de su vida útil prevista.

Por este motivo, las pruebas de ciclo de lavado y las pruebas de radiofrecuencia no deben considerarse temas independientes.

Una etiqueta que se mantenga físicamente intacta tras repetidos lavados, pero que pierda un rendimiento de lectura significativo, no cumple plenamente el requisito.

En el caso de las lavanderías industriales, La estabilidad de la radiofrecuencia a lo largo del ciclo de vida de la etiqueta es más importante que las especificaciones del circuito integrado en el primer día.

Entonces, ¿qué circuito integrado debería utilizar una etiqueta RFID para lavandería?

No existe una respuesta universal válida, como “elige Impinj para esta aplicación” o “elige NXP para aquella aplicación”.”

Un mejor proceso de selección comienza por los requisitos de la etiqueta final y del sistema.

Cuando una plataforma de circuitos integrados ya consolidada cumple con los requisitos

Si una etiqueta UCODE 9 ya existente o una etiqueta para lavandería basada en la tecnología de Impinj ofrece un margen de lectura suficiente, una fabricación estable y una durabilidad probada tras los lavados, puede que no haya motivos para cambiarla.

La madurez en sí misma tiene valor.

Cuando se necesita un mayor margen de RF

Si un proyecto requiere una etiqueta más pequeña, se enfrenta a condiciones de lectura difíciles o necesita un mayor margen de diseño, los circuitos integrados de alta sensibilidad más recientes, como el M830/M850 o el UCODE X, resultan especialmente interesantes.

La etiqueta final debería rediseñarse o validarse de nuevo en función del nuevo circuito integrado, en lugar de dar por sentado que la mejora de la ficha técnica se traducirá directamente en un mejor rendimiento de la aplicación.

Cuando la infraestructura Gen2X forma parte del sistema

Allí donde se disponga de una infraestructura de lectores compatible y sea importante la lectura en zonas densamente pobladas o con un alto volumen de tráfico, la serie M800 merece ser evaluada no solo como un circuito integrado, sino como parte de un sistema más amplio compatible con Gen2X.

Cuando los requisitos de EPC o de memoria de usuario son diferentes

Los requisitos de memoria pueden limitar la elección entre los modelos M830, M850, UCODE 9, UCODE 9xe y las opciones más recientes de memoria configurable.

Pero la memoria debería ajustarse al modelo de datos de la aplicación, en lugar de determinarlo.

Cuando se actualiza un sistema de lavandería ya existente

Antes de cambiar el circuito integrado de la etiqueta, se debe evaluar la compatibilidad con los lectores, las antenas y el software instalados, así como con las zonas de lectura ya establecidas.

El hecho de que un circuito integrado tenga unas especificaciones técnicas más exigentes no justifica desestabilizar un sistema que ha demostrado su eficacia, a menos que ello suponga una mejora significativa en su funcionamiento.

Comprueba la etiqueta, no solo el chip

La forma más fiable de elegir entre Impinj y NXP para un proyecto de RFID en lavanderías es, en última instancia, empírica.

Crea diseños de etiquetas representativos y pruébalos en las condiciones que realmente importan.

En nuestro propio trabajo de desarrollo y evaluación de etiquetas RFID, llevamos a cabo pruebas comparativas del rendimiento de los circuitos integrados y las etiquetas en condiciones controladas, lo que incluye evaluaciones entre diferentes generaciones y configuraciones de circuitos integrados. Estas pruebas nos ayudan a comprender cómo las diferencias observadas a nivel de los circuitos integrados se traducen en el rendimiento de las etiquetas acabadas y en el comportamiento del sistema.

Eso significa ir más allá de una simple prueba de alcance de lectura en aire libre.

Una evaluación significativa de la tecnología RFID aplicada a la lavandería debería tener en cuenta lo siguiente:

• textiles secos y húmedos;
• diferentes tipos de ropa de cama y tejidos para prendas de vestir;
• posiciones realistas para colocar las etiquetas;
• textiles doblados y apilados;
• orientaciones aleatorias de las etiquetas;
• poblaciones de etiquetas a gran escala;
• lectores fijos y portátiles, cuando proceda;
• regiones de frecuencia de funcionamiento reales;
• puntos de lectura relevantes del proceso de lavado;
• Rendimiento de RF antes y después de ciclos de lavado repetidos.

El objetivo no es determinar qué circuito integrado sale ganador en una comparativa de laboratorio.

Por eso también El rendimiento de la tecnología RFID textil debe evaluarse a nivel de sistema., en lugar de basarse únicamente en las especificaciones de cada componente por separado.

El objetivo es determinar cuya etiqueta final ofrezca un margen de rendimiento suficiente y repetible dentro del sistema de lavandería previsto.

Lo que realmente importa

Impinj y NXP siguen mejorando el rendimiento de los circuitos integrados RAIN RFID de distintas maneras.

La serie M800 de Impinj combina una gran sensibilidad a nivel de circuito integrado con capacidades Gen2X que permiten ampliar el rendimiento al entorno del lector y del sistema. Las plataformas UCODE 9 y 9xe de NXP siguen siendo plataformas maduras de alto rendimiento, mientras que UCODE X supone un nuevo avance significativo en cuanto a sensibilidad de RF y flexibilidad de diseño.

Estas diferencias son importantes.

Sin embargo, en el sector de la lavandería industrial, solo son relevantes en el contexto de la etiqueta completa y del sistema en su conjunto.

Una mejora de 1 o 2 dB con respecto a lo indicado en la ficha técnica de un circuito integrado puede proporcionar un margen técnico útil. Puede ayudar a reducir el tamaño de la etiqueta o a mejorar las lecturas difíciles. Sin embargo, no puede corregir una antena mal adaptada, una estructura de etiqueta inadecuada o un punto de lectura mal diseñado.

Del mismo modo, las funciones avanzadas de los protocolos solo aportan valor cuando la infraestructura circundante puede aprovecharlas.

En el caso de las etiquetas RFID para ropa, la pregunta correcta no es, por lo tanto: “¿Es Impinj mejor que NXP?”

Es: “¿Qué circuito integrado proporciona a este diseño de etiqueta y a este sistema de lavado el margen de rendimiento que realmente necesitan?”

Ahí es donde comienza la selección adecuada de los circuitos integrados RFID.