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Techblog: Sensor-RFID-Tags von Smartrac für bessere Autos

Artikel | von SMARTRAC TECHNOLOGY | 11. Mai 2016
Da der Sensor Dogbone auf einem passiven RFID-Label basiert, ist er beispielsweise für die Einbettung in Bau- oder Verschalungselemente geeignet, um dort dauerhaft zu verbleiben. So wird es möglich, kontinuierlich zu messen, ob zum Beispiel Feuchtigkeit in Wände eingedrungen ist. Da der Sensor Dogbone auf einem passiven RFID-Label basiert, ist er beispielsweise für die Einbettung in Bau- oder Verschalungselemente geeignet, um dort dauerhaft zu verbleiben. So wird es möglich, kontinuierlich zu messen, ob zum Beispiel Feuchtigkeit in Wände eingedrungen ist. BILD: Smartrac

Passive Sensor-Tags

Eine innovative UHF-RFID-Lösung von Smartrac detektiert Feuchtigkeit ohne zusätzliche Sensorik – und bald auch Temperaturen, Druck und vieles mehr

In 2015 fand eine technologische Revolution statt. Basierend auf der ‚DogBone‘ Produktlinie brachte Smartrac das erste passive UHF-RFID Sensor-Label auf den Markt. Auf Basis einer speziell entwickelten IC ist das Label in der Lage, Informationen über Feuchtigkeit in seiner Umgebung an einen Reader weiterzugeben. „Überspitzt formuliert: Mit diesem Label werden Automobilhersteller unterstützt, bessere Autos zu bauen“, sagt Lauri Hyytinen von Smartrac. Im Interview mit „RFID im Blick“ untermauert er seine plakative Aussage mit technologischen Fakten und zeigt auf, wie passive Sensor- Labels nicht nur in der Automotive-Industrie Prozesse entscheidend optimieren können.

Lauri Hyytinen, Head of Segment Automotive, Smartrac, im Interview mit „RFID im Blick“

RFID bringt Qualitätsmanagement auf das nächste Level

Über den potenziellen Mehrwert der RFID-Technologie in der Produktion herrscht ein breiter Konsens – auch wenn sie längst noch nicht in jedem Prozess zum Einsatz kommt. Kontaktloses Identifizieren von Bauteilen und Fahrzeugen auch unter herausfordernden Bedingungen, wie beispielsweise hohen Temperaturen, ist eine Paradedisziplin der RFID-Technologie. Doch was wird erst möglich, wenn RFID mehr kann als lediglich eindeutig identifizieren? „Diese Frage haben wir uns bei Smartrac vor rund zweieinhalb Jahren auch gestellt, als erste Gespräche mit dem Chiphersteller RFMicron stattfanden“, blickt Lauri Hyytinen zurück. RFMicron hatte eine IC entwickelt, die bei vergleichbarer Baugröße einer herkömmlichen IC zusätzlich zur Identifikation auch Aussagen zur Feuchtigkeit über die UHF-Frequenz weitergeben kann. „Wir haben das Potenzial dieser innovativen Chip-Entwicklung erkannt und konnten nach rund anderthalb Jahren der Entwicklung das erste passive Sensor-Label präsentieren. Seitdem finden bereits bei zahlreichen Automobilherstellern in Europa und Asien Tests statt“, berichtet Hyytinen.

Smart RFID noch smarter gemacht

RFID macht bereits seit einigen Jahren Produktionsprozesse smarter. Eine Fertigung lässt sich nahezu komplett automatisieren, wenn ein Fahrzeug an jeder Arbeitsstation eigenständig Auskunft über den folgenden Arbeitsauftrag geben kann. Zudem sorgt RFID dafür, dass permanent Echtzeitdaten aus der Fertigung einsehbar sind, sodass eine Produktionsplanung just-in-sequence mit enormen Effizienzgewinnen in der gesamten Supply-Chain erfolgen kann. „Mit passiven Sensor-Tags stoßen wir jetzt in eine neue Dimension vor. Plakativ gesprochen, haben wir mit der RFMicron- IC eine bereits smarte Technologie noch smarter werden lassen“, sagt Lauri Hyytinen.

Lauri HyytinenLauri Hyytinen „Eine Sensorik-Lösung, die anders als klassische aktive RFID-Sensoren auch in hochvolumigen Anwendungen zum Einsatz kommen kann, ohne unverhältnismäßig hohe Investitionen zu erfordern, ist ein weiterer Schritt in Richtung Industrie 4.0. Sensor-RFID-Tags sind nicht nur kostengünstig, sondern auch komplett wartungsfrei und umweltfreundlicher zu recyceln als batteriebetriebene Lösungen.“

Wassereinbruch kontaktlos detektiert

Das Qualitätsmanagement in der Automobilproduktion ist vor allem zeitaufwändig. Fertig produzierte Fahrzeuge werden auf Herz und Nieren getestet. Im Anschluss müssen alle Testergebnisse analysiert werden und es erfolgt ein Feedback in die Produktion. Ein besonderes Augenmerk legen die Ingenieure dabei auf die Dichtheit der Fahrzeuge. Wasser darf auch unter widrigsten Bedingungen nicht in das Auto eindringen. Das gilt umso mehr bei Fahrzeugen mit Elektroantrieb – die Kombination von Hochspannung und Wasser an der falschen Stelle kann hochgradig gefährlich werden. Die Kontrolle ist aufwändig. Nach der Durchfahrt durch die Beregnungsanlage müssen die Fahrzeuge manuell getestet werden, um an neuralgischen Stellen einen möglichen Wassereinbruch zu detektieren. „Dieser zeit- und arbeitsintensive Prozessschritt kann durch den Einsatz von RFID-Sensor-Labels entfallen. Die Labels können mit einem Handheld Reader oder auch bei der Durchfahrt durch ein Gate ausgelesen werden. Die spezielle Chiptechnologie ermöglicht umgehend eine Aussage, ob und wo Wasser in das Fahrzeug eingedrungen ist.“

Weniger als zehn Tags können ausreichen

„Die ersten Tests bei Automobilherstellern haben gezeigt, dass zwischen acht und 16 Sensor-Tags in der Serienproduktion im Fahrzeug verklebt werden sollten, um alle Risikobereiche abzudecken. Jeder Automobilproduzent kennt seine Baureihen und weiß über potenzielle Stellen, an denen die Möglichkeit für eine Undichtigkeit besteht, bestens Bescheid. Jede Fahrzeugbauform weist Besonderheiten auf, die bei der Platzierung der Tags berücksichtigt werden müssen“, berichtet Lauri Hyytinen aus seinen zahlreichen Gesprächen, die er mit Qualitätsverantwortlichen aus der Automobilindustrie führte.

Die Lesereichweite des Sensor Tadpole Tags von rund 3,5 Metern auf Metall ist ideal auch für Gate-Anwendungen geeignet.Die Lesereichweite des Sensor Tadpole Tags von rund 3,5 Metern auf Metall ist ideal auch für Gate-Anwendungen geeignet.

Der Trick mit der Impedanz

Die Grundlage der RFID-Sensor-Tags sind bewährte RFIDProdukte, wie sie bereits seit Jahren im Portfolio von Smartrac zu finden sind. „Sowohl der Smartrac Sensor Tadpole als auch der Sensor Dogbone verfügen über die gleiche Speicherkapazität und die gleichen Performancewerte wie klassische Tags“, erklärt Lauri Hyytinen und führt aus: „Die Tag-Struktur fungiert als RLC-Stromkreis, der auf Änderungen in seiner Umgebung reagiert. So werden Daten aus der direkten Umgebung des Tags, wie beispielsweise Feuchtigkeit, in eine Impedanzänderung umgewandelt. Die IC übersetzt diese veränderte Impedanz in einen Sensor Code, der mit einer Visualisierungssoftware angezeigt wird. Bei einem herkömmlichen RFID-Label führt ein veränderter Widerstand, ausgelöst durch Feuchtigkeit, zu einer Verminderung der Lesbarkeit. Das ist bei den von uns entwickelten Sensor- Labels nicht der Fall.“

Entwicklung noch lange nicht am Ende

Noch in der ersten Jahreshälfte 2016 soll ein Sensor-Tag auch für das Messen von Temperaturen präsentiert werden, berichtet Lauri Hyytinen. Und das sei noch lange nicht das Ende der entwicklungsseitigen Fahnenstange. „Auf Basis der ICs von RFMicron ist es möglich, eine komplett neue Produktfamilie von RFID-Tags zu entwickeln. Es wird möglich sein, unterschiedlichste Umweltdaten präzise zu erfassen. Damit werden die Sensor-Tags auch für Anwendungen außerhalb der Automobilfertigung interessant.

Bereit für hohe Volumen

Lauri Hyytinen sieht die neuen Sensor-Tags als einen entscheidenden Faktor an, um Entwicklungen in Richtung der Industrie 4.0 zu beschleunigen. „Eine Sensorik-Lösung, die anders als klassische aktive RFID-Sensoren auch in hochvolumigen Anwendungen zum Einsatz kommen kann, ohne unverhältnismäßige Investitionen zu erfordern, ist ein weiterer Schritt in Richtung Industrie 4.0. Sensor-RFID-Tags sind nicht nur kostengünstig, sondern auch komplett wartungsfrei und umweltfreundlicher zu recyceln als batteriebetriebene Lösungen. Im Ergebnis führt dies dazu, dass die Möglichkeiten der Anwendungen, in denen die Technologie eingesetzt werden kann, quasi grenzenlos sind.“

Letzte Änderung am Mittwoch, 11 Mai 2016 13:26
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