EO

3D-prints maken contact met wifi – zónder elektronica (video)

21 augustus 2019 om 13:28 uur

Stel dat je fles wasmiddel weet wanneer de zeep op raakt en automatisch verbinding maakt met internet om meer te bestellen. Zonder elektronica. Handig toch? En nu voor iedereen beschikbaar.


Onderzoekers van de Universiteit van Washington zijn er als eersten in geslaagd om meters en sensoren te 3D-printen die gegevens kunnen verzamelen en geheel zelfstandig kunnen communiceren met andere WiFi-verbonden apparaten.


Met CAD-modellen die het team publiek beschikbaar stelt, kan iedereen nu objecten 3D-printen van commercieel verkrijgbare kunststoffen die draadloos kunnen communiceren met andere slimme apparaten. Denk aan batterijvrije schuiven die je muziekvolume regelen, een knop die automatisch meer cornflakes bestelt, of een watersensor die een alarm naar je telefoon stuurt als hij een lek detecteert.


"Wij wilden iets maken dat je thuis kunt 3D-printen en dat nuttige informatie naar andere apparaten verzendt," zegt co-lead auteur Vikram Iyer van de paper ‘3D Printing Wireless Connected Objects'. "De grote uitdaging was: hoe communiceer je draadloos met wifi met alleen plastic? Dat was nog niemand gelukt."


back

 

Het team gebruikte backscattertechnieken (weerkaatsing) waarmee apparaten informatie kunnen uitwisselen. Zo konden ze functies die normaal worden uitgevoerd door elektrische componenten vervangen door mechanische beweging. Die wordt geactiveerd door veren, tandwielen, schakelaars en andere delen die je kan 3D-printen - geïnspireerd op de werking van batterijloze horloges.


Backscatter-systemen gebruiken een antenne om data te verzenden door radiosignalen te reflecteren van een WiFi-router of ander apparaat. Informatie ingebed in die gereflecteerde patronen kan worden gedecodeerd door een WiFi-ontvanger. In dit geval bevindt de antenne zich in een 3D-geprint object gemaakt van geleidend printfilament dat bestaat uit plastic met koper.


Een fysieke beweging - bijvoorbeeld op een knop drukken, of wasmiddel dat uit een fles stroomt - activeert tandwielen en veren elders in het 3D-geprinte object die ervoor zorgen dat een geleidende schakelaar afwisselend wel een geen contact heeft met de antenne, waardoor de reflecterende staat verandert.
Informatie - in de vorm van enen en nullen - wordt gecodeerd door de aan- of afwezigheid van de tand op een tandwiel. Energie van een spiraalveer drijft het tandwielsysteem aan, en de breedte en het patroon van tandwieltanden bepalen hoe lang de backscatter-schakelaar contact maakt met de antenne. Zo worden patronen van gereflecteerde signalen gecreëerd die een WiFi-ontvanger kan decoderen.


"Als je bijvoorbeeld wasmiddel uit de fles giet, vertelt de snelheid waarmee de tandwielen draaien hoeveel zeep er uit stroomt. Door de interactie tussen de 3D-geprinte schakelaar en de antenne worden die gegevens draadloos verzonden", zegt senior auteur Shyam Gollakota, van de Paul G. Allen School of Computer Science & Engineering. "Vervolgens houdt de ontvanger bij hoeveel wasmiddel je nog hebt. En als het te weinig wordt, kan hij automatisch een bericht sturen om meer te bestellen."


Het team heeft verschillende hulpmiddelen geprint die informatie met succes detecteerden en naar andere verbonden apparaten verzonden: een windmeter, een waterstroommeter en een schaal. Ze drukten ook een flowmeter af die werd gebruikt om wasmiddel te volgen en te bestellen, en een reageerbuishouder die kan worden gebruikt om de inventaris te beheren, of te meten hoeveel vloeistof er in elke reageerbuis zit. Ze hebben ook WiFi-invoerwidgets ge-3D-print, zoals knoppen en schuiven.


Tot slot heeft het team de magnetische eigenschappen van een 3D-printfilament dat bestaat uit plastic met ijzer gebruikt om onzichtbaar informatie in 3D-geprinte objecten te coderen. Die informatie kan variëren van barcode-identificatie tot informatie die een robot vertelt hoe hij met het object om moet gaan.


"Het ziet eruit als een normaal 3D-gedrukt object, maar er zit onzichtbare informatie in die kan worden gelezen met uw smartphone", besluit doctorandus en co-hoofdauteur Justin Chan van Allen School.

 

 

Gerelateerd nieuws

FME over de Miljoenennota: Ondanks investeringen is energietransitie nog steeds in gevaar

FME over de Miljoenennota: Ondanks investeringen is energietransitie nog steeds in gevaar

De investeringen in de klimaatproblematiek waardeert FME, maar de energietransitie blijft volgens de branchevereniging in gevaar. “Ook nu zien we wéér geen significante investeringen in technologisch onderwijs en in…

Nieuw motorontwerp kan het gebrul van straaljagers dempen

Nieuw motorontwerp dempt het gebrul van straaljagers

Lucht- en ruimtevaartingenieurs van de Universiteit van Cincinnati (VS) hebben een nieuw mondstukontwerp voor F-18-gevechtsvliegtuigen bedacht om het oorverdovende gebrul van de motoren te dempen zonder de prestaties te…

Techrede mikt op transitieversnelling

Techrede mikt op transitieversnelling

De zogeheten ‘Aanjagers van Technologie', een groep door de 4TU.Federatie geselecteerde studenten van de TU Eindhoven, Delft, Twente en Wageningen University & Research spraken gisteren de Techrede 2021 uit.…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Volledig metalen transponderschakelaar CTA

Met een volledig metalen behuizing is deze CTA een nóg sterkere variant dan de kunststof versie.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Orfa Visser BV
Orfa Visser BV

Gespecialiseerd in Forceren, Dieptrekken, Flenswalsen, Lassen en Apparatenbouw.

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

29 september 2021, Groningen

Main Industry

Vakbeurs voor industrial maintenance en smart industry

4 oktober 2021

Week van de mki

FME-week over boeien en binden in de techniek.

13 oktober 2021, Den Bosch

Efficiënt Aandrijven Event 2021

De focus van dit event ligt op energiebesparende oplossingen in de gehele aandrijfketen en niet...

Meer agendapunten »