2023年3月29日水曜日

フラッグタグで、読み取り距離10m以上を実現してみた

フラッグタグは、金属製品に貼り付け、金属自体で電波を受けることが可能なため、小さなサイズでも長い読み取り距離を実現しました。

フラッグタグを紹介する一部のサイトでは、金属部分の形状や大きさによっては、10m以上の読み取り距離を実現するとの記載もあるのですが、どのような条件で10m以上の読み取り距離が実現できるのか、試してみました。

タグ   : Smartrac Midas Flag Tag

リーダー : デンソー BHT-1281

距離の測定には、レーザー距離計を使用しました。

レーザー距離計はm(メートル)単位で、小数点3桁まで測定できるのですが、今回の実験では、4回以上読み取った距離を計測して、平均値の小数点3桁目を四捨五入しました。本文の距離の単位はメートルとなります。


(1)材質による読み取り距離の比較

 銅、鉄、アルミニウムの3種類の材質で読み取り距離を比較してみました。

  ※サイズは0.5×100×200(厚さ×縦×横)単位はmm

  ※銅、アルミニウムは純度99%以上(鉄には純度の表記なし)


 以下の写真のように、はみ出すようにフラッグタグを貼った金属板を、プラスチック製のタブレットスタンドに立てかけました。

 リーダーのMANICA EXCEL TOOL で電波を4番目にして、立てかけた金属板を正面から読み取りました。


 なお、レーザー距離計のレーザーを金属板に当てるのが難しかったので、10cm後方の壁に当てて距離を測定しました。

 以下の順位と読み取り距離になりました。

  1位 銅     : 5.55

  2位 アルミニウム: 5.48

  3位 鉄     : 5.36

 今回3種類の金属だけで実験しましたが、電気伝導率の順位と一致するようなので、伝導率が高い金属ほど読み取りが良くなると思われます。

 銅が1位でしたが、価格や入手の都合で、2位のアルミニウムで、次の実験を行いました。


(2)厚さによる読み取り距離の比較

 厚さが 0.3mm、1mm、2mm のアルミニウムで読み取り距離を比較してみました。

  ※縦横は100×200で純度99%以上

 (1)と同じ方法で実験し、以下の順位と読み取り距離になりました。

  1位 0.3mm : 5.53

  2位 0.5mm : 5.48    ※(1)で計測した値(異なる日に測定)

  3位 1mm  : 5.45

   4位 2mm  : 5.33

 それぞれの差は小さいのですが、1位の0.3mmと最下位の2mmは20cmの差があり、薄い方が読み取り距離が長くなりました。

 薄いアルミニウムという事で、安価で加工しやすいアルミ箔を使って、次の実験を行いました。


(3)読み取り距離10m以上に挑戦

 リーダーの出力を最大にし、アルミ箔を小さいサイズから順に読み取り距離を測定しました。

  ※100均で買った幅25cmのアルミ箔を使用

  ※アルミ箔の材質に「アルミニウムはく」とのみ記載されていて純度は不明

  ※(1)、(2)と同様、アルミ箔のサイズの単位はmmとする

 なお、風の影響でアルミ箔が動いてしまうので、プラスチックの下敷きで押さえました。


  ① サイズ250×200 : 5.87

   (2)のアルミニウム板の2倍以上の面積があったたのですが、思っていたほど距離が出ませんでした。(アルミニウムの純度が低い?)


  ② サイズ250×300 : 6.94


  ③ サイズ250×400 : 9.40

    最大で9.856mを測定したのですが、1度も10mを超える事はありませんでした。


  ④ サイズ250×500 : 10.40

   安定して10m以上を測定できました。

   ただし、10mを超えると、度々レーザー距離計が測定不可能となってしまいました。それらも考慮すると、平均距離は、10.4mより長かったと思います。


以上の実験から、サイズが250mm ×500mm以上のアルミ箔であれば、10m以上の読み取り距離を実現できる事が分かりました。


【おまけ】

金属製品で測定してみました。


物置  : 4.08


自動車 : 5.25


アルミ缶 : 5.16


アルミ蒸着PETフィルムの袋 : 8.08