Análisis y Diseño del Acoplamiento Magnético entre Lector y Sensor RFID

Abstract

La transferencia inalámbrica de energía, mediante acoplamiento inductivo, la miniaturización y la reducción de consumo en circuitos electrónicos integrados posibilitaron el desarrollo de sensores sin conexiones cableadas ni baterías. Un ejemplo de esto lo constituye un prototipo de sensor basado en una etiqueta RFID para el monitoreo de temperatura en cojinetes de biela; donde la etiqueta se mueve con la biela mientras se alimenta de la energía radiada por el lector y realiza las mediciones de temperatura. El lector, solidario a la carcasa de la máquina, transfiere energía a la etiqueta y recibe los datos de temperatura que transmite al sistema de monitoreo. Este trabajo presenta el análisis y el diseño geométrico de la bobina del lector para mejorar el acoplamiento con la etiqueta y reducir las pérdidas de energía en el hierro. Se obtiene la distribución espacial del campo magnético, de bobinas con diferentes geometrías y con la misma inductancia, mediante cálculo numérico de la ley de Biot-Savart. Se compara luego la magnitud del acoplamiento que provee cada geometría y se analiza, en forma cualitativa, la interacción del campo magnético con las partes metálicas de la máquina. Los resultados de diseño se implementan en la máquina y se evalúan en forma experimental.