Pelekat 'daya' pasif mentakrifkan semula ukuran yang tepat-Pameran Internet of Things IOT

Mengukur daya yang dikenakan antara objek adalah proses yang kompleks Walaupun ia kedengaran mudah, ia tidak mudah dalam amalan. Mana-mana dua objek yang bersentuhan akan mengenakan sedikit daya antara satu sama lain, yang mungkin disebabkan oleh graviti atau sentuhan mekanikal, seperti berat objek pada pelantar atau sentuhan dua tulang pada sendi lutut manusia.

Untuk mengukur daya ini dengan lebih cekap dan mudah, pasukan penyelidik di University of California, San Diego membangunkan "pelekat" elektronik untuk membantu dalam mengukur fenomena ini.

Pelekat kuasa ini tanpa wayar, tidak memerlukan bateri dan boleh dimuatkan ke dalam ruang kecil, menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi dalam pelbagai industri. Menurut jurutera, peranti itu boleh digunakan dalam implan lutut untuk mengukur secara kuantitatif tekanan yang dikenakan oleh implan pada sendi. Memantau perubahan dalam daya ini adalah penting untuk menilai kesesuaian dan kehausan implan.

Dinesh Bharadia, seorang profesor di Universiti California, Sekolah Kejuruteraan San Diego, berkata dalam satu kenyataan dari sekolah itu: "Manusia dilahirkan dengan keupayaan yang wujud untuk merasakan kuasa. Ini memberikan kita keupayaan untuk berinteraksi dengan lancar. dengan persekitaran kita dan juga membolehkan doktor menjalankan pembedahan halus Membawa keupayaan ini untuk mengesan daya ke dalam peranti elektronik dan implan perubatan boleh merevolusikan banyak industri.

Pelekat kuasa ini terdiri daripada dua bahagian utama. Yang pertama ialah kapasitor kecil beberapa milimeter tebal dan kira-kira saiz sebutir beras. Komponen lain ialah pelekat pengenalan frekuensi radio (RFID), yang serupa dengan kod bar dan boleh dibaca secara wayarles melalui gelombang radio. Para penyelidik menggunakan kaedah inovatif untuk menyambungkan dua komponen, yang mengukur daya pada objek dan menghantar maklumat ini secara wayarles kepada pembaca RFID.

Kapasitor dicipta dengan meletakkan kepingan polimer lembut di antara dua jalur kuprum konduktif. Apabila daya luar bertindak ke atas polimer, ia memampat, menyebabkan jalur kuprum bergerak lebih rapat, meningkatkan cas dalam kapasitor.

Para penyelidik menegaskan bahawa peningkatan cas disebabkan oleh daya yang dikenakan adalah penting dalam menukar isyarat yang dihasilkan oleh tag RFID. Pembaca RFID memantau perubahan ini dari jauh dan menukarnya kepada nilai daya yang sepadan. Kaedah mengubah suai isyarat RFID ini membolehkan komponen dalam pelekat daya dibuat sangat kecil, mengurangkan saiznya dengan faktor seribu berbanding kaedah sebelumnya yang digunakan untuk mengubah suai isyarat RFID.

Pada masa yang sama, pelekat RFID menghantar isyarat radio melalui mekanisme yang dipanggil backscatter dan menggunakan kuasa yang sangat rendah. Ia menerima isyarat radio daripada pembaca RFID, menukar isyarat melalui perubahan caj yang disebabkan oleh kapasitor, dan kemudian mengembalikan isyarat yang ditukar kepada pembaca, yang menghuraikannya dan menukarkannya kepada nilai berangka kuasa yang sepadan. Oleh itu, penggunaan kuasa pelekat kuasa ini adalah sangat rendah.

Satu lagi aspek reka bentuk ialah kapasitor boleh disesuaikan untuk julat daya yang berbeza. Dengan menukar lapisan polimer lembut atau kaku, kapasitor boleh ditala untuk memantau tekanan dalam julat yang berbeza.

Dalam kajian itu, penyelidik mencipta dan menguji dua jenis pelekat kekuatan untuk mengesahkan kebolehlaksanaannya. Pelekat daya yang kapasitornya diperbuat daripada polimer yang sangat lembut digunakan untuk memantau daya kecil dan sesuai digunakan dalam kajian yang mensimulasikan sendi lutut. Apabila pelekat daya diletakkan ke dalam sendi dan penyelidik menggunakan tekanan, ia dapat mengesan daya yang berbeza dengan tepat. Pelekat daya kedua dengan kapasitor polimer yang lebih keras telah dinilai secara eksperimen dalam bidang pembungkusan gudang. Ia dilekatkan pada bahagian bawah kotak dan membolehkan penilaian yang tepat tentang berat pelbagai barang yang diletakkan di dalam kotak.

Menurut pasukan itu, dalam ujian, pelekat kuasa ini menunjukkan prestasi yang sangat kuat. Mereka mampu menahan penggunaan daya lebih daripada 10,000 kali sambil mengekalkan ketepatan. Selain itu, menurut penyelidik, mereka boleh dihasilkan pada kos yang sangat rendah, berharga kurang daripada $2 setiap pelekat.

Walau bagaimanapun, teknologi ini juga mempunyai hadnya. Para saintis menunjukkan bahawa pelekat kuasa ini hanya boleh berfungsi dengan baik dalam persekitaran statik dan tidak sesuai untuk situasi yang sangat dinamik.

Agrim Gupta, pelajar kedoktoran dalam bidang kejuruteraan elektrik dan komputer serta pengarang bersama kajian, berkata: "Jika kita boleh mengkomersialkan teknologi ini, boleh dibayangkan bahawa pada masa hadapan pelekat ini boleh dijual semurah Band-Aids. "

Butiran kajian ini telah diterbitkan dalam ACM.

Atas ialah kandungan terperinci Pelekat 'daya' pasif mentakrifkan semula ukuran yang tepat-Pameran Internet of Things IOT. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!