RFID güc ölçmə stikerləri dəqiq ölçməni yenidən müəyyənləşdirir

Təmasda olan hər hansı iki cisim bir-birinə müəyyən bir güc tətbiq edəcək, bu da cazibə qüvvəsi və ya mexaniki təmas nəticəsində ola bilər, məsələn, platformadakı cismin çəkisi və ya insanın diz eklemindəki iki sümüyün təması kimi. Bu qüvvəni daha effektiv və rahat şəkildə ölçmək üçün San Dieqodakı Kaliforniya Universitetində tədqiqat qrupu ultra nazik RFID qüvvə ölçmə "stiker" bu hadisələri ölçməyə kömək etmək.

ForceSticker iki əsas komponentin inteqrasiyasından hazırlanmışdır: qalınlığı cəmi bir neçə millimetr olan və təxminən bir düyü dənəsi ölçüsündə kiçik kondansatör və kommersiya 900MHz ultra yüksək tezlikli RFID etiketi. Tədqiqatçılar iki komponenti birləşdirdilər ki, onlar tətbiq olunan qüvvəni ölçə bilsinlər və məlumatı simsiz olaraq standart RFID oxuyucuya ötürə bilsinlər.

Kondansatörü yaratmaq üçün kondansatörün iki keçirici mis zolağı arasında nazik bir elastik polimer təbəqəsi yerləşdirilir. Polimerə xarici qüvvə təsir etdikdə, o, sıxılır və mis zolaqların bir-birinə yaxınlaşmasına səbəb olur və kondansatör içərisində yükü artırır.

Bu qüvvə ölçən stikerin dizaynı tutumdakı dəyişikliklərin diqqətlə müşahidəsindən ilhamlanıb. Xarici qüvvə tətbiq edildikdə, polimer sıxılır, mis zolaqları bir-birinə yaxınlaşdırır və bununla da tutumu artırır. Bu dizaynla tədqiqatçılar riyazi RF modelləşdirməsindən əldə edilən optimallaşdırılmış tutum diapazonu dizaynı əsasında sensorun keçid imkanlarını qiymətləndirə və COMSOL-da multifizika simulyasiyalarını həyata keçirə bilərlər.

ForceSticker-in faktiki tətbiqində tədqiqatçılar Ecoflex polimerin (bioloji parçalana bilən platin katalizli silikon əsaslı polimer) və 0 ilə 6 N və 0 ilə 40 N diapazonunu əhatə edən neoprenin müxtəlif təbəqələri ilə iki fərqli 4×2 mm sensor tətbiqindən istifadə etdilər, oxu səhvləri müvafiq olaraq 0,265 N və 1. Bundan əlavə, onlar ForceSticker-ı 10.000 dəfədən çox stress testindən keçirdilər və heç bir əhəmiyyətli xəta azalma tapmadılar.

Bu passiv RFID etiketi güc və məlumat ötürülməsi üçün geri səpələnmədən istifadə edir. O, RFID oxuyucudan daxil olan radio siqnalını qəbul edir, kondansatör tərəfindən törədilən elektrik dəyişiklikləri vasitəsilə siqnalı dəyişdirir və sonra dəyişdirilmiş siqnalı onu şərh edən və qüvvəyə mindirən RFID oxuyucuya əks etdirir. Bu üsul sensor tərəfindən yaradılan analoq RF faza transformasiyasını birbaşa RFID elektron etiketinin simsiz kanal yoluna daxil edərək, analoqdan rəqəmsal geri səpələnmə əlaqəsini yaradır.

Sensor inteqrasiyasına nail olmaq prosesində əsas problem sensor interfeysinin dizaynıdır. Siqnalın etibarlılığını itirmədən sensor inteqrasiyasını təmin etmək üçün tədqiqatçılar uyğun empedanslı paralel dalğa ötürücü yanaşmasından istifadə etdilər. Bundan əlavə, bu həssaslıq tənzimlənməsini əldə etmək üçün kondansatörün düzgün dizayn edilmiş "nominal dəyəri" sıfır qüvvədə. Bu, ötürücü xəttin empedansı və əks əmsalı nəzərə alınmaqla, bu vəziyyəti modelləşdirən müxtəlif qeyri-xətti tənliklərlə müəyyən edilir.

Kapasitiv sensorlar və rəqəmsal identifikasiya RFID arasındakı interfeysi simulyasiya edərkən tədqiqatçılar bunu antenna və RFID etiketi arasına sensoru ikisi ilə paralel olaraq daxil etməklə həyata keçirdilər. Bununla belə, tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, iki sözdə "degenerasiya" həllər (ən azı bir fundamental dəyişən sıfır deməkdir). Həlllərdən biri bütün faza dəyişikliklərinin birbaşa sensordan əks olunduğunu və heç bir siqnalın RFID Moduluna çatmadığını nəzərdə tutur. Başqa bir həll, sensorun kapasitiv keçid rejiminin həqiqətən işlədiyini güman edir. Hər iki həll texnologiyanın daha da optimallaşdırılması üçün təlimat verir.

Ümumilikdə, San Dieqo Kaliforniya Universitetinin (UCSD) bu komandası qüvvə ölçən innovativ stiker olan ForceSticker-i inkişaf etdirərək Mühəndislik nailiyyətlərində nəyin mümkün olduğunu nümayiş etdirdi. Mikrokondensatorları və kommersiya RFID etiketlərini birləşdirərək, tətbiq olunan qüvvəni ölçən və məlumatı simsiz ötürən cihaz yaratdılar.

"İnsanlar anadangəlmə güc hiss etmək qabiliyyəti ilə doğulurlar" UC San Dieqo Mühəndislik Məktəbinin professoru Dinesh Bharadia, məktəbdən verdiyi açıqlamada bildirib. "Bu, bizə ətrafımızla problemsiz əlaqə qurmaq imkanı verir və klinisyenlərə incə cərrahi prosedurları yerinə yetirməyə imkan verir. .Elektron cihazlara və tibbi implantlara güc hiss etmək qabiliyyətinin gətirilməsi bir çox sənayedə inqilab edə bilər."

Və bu texnologiya təkcə tibbi və sənaye tətbiqləri üçün potensiala malik deyil, həm də anbar paketlərinin dibinin çəkisini ölçmək üçün istifadə edilə bilər. Davamlı tədqiqat və yenilik vasitəsiləGələcəkdə həyatımızı və işimizi yaxşılaşdırmaq üçün bu kimi daha çox irəliləyişlərin olacağına inanmaq üçün əsasımız var.