RFID kuchini o'lchash stikerlari aniq o'lchovni qayta belgilaydi

Aloqada bo'lgan har qanday ikkita jism bir-biriga ma'lum bir kuch ta'sir qiladi, bu tortishish yoki mexanik aloqa tuFayli bo'lishi mumkin, masalan, platformadagi ob'ektning og'irligi yoki inson tizzasi bo'g'imidagi ikkita suyakning aloqasi. Ushbu kuchni yanada samarali va qulayroq o'lchash uchun San-Diegodagi Kaliforniya universiteti tadqiqot guruhi ultra yupqa RFID kuchini o'lchash "stiker" bu hodisalarni o'lchashda yordam berish.

ForceSticker ikkita asosiy komponentning integratsiyasidan ishlab chiqilgan: qalinligi bir necha millimetr va taxminan guruch donasiga teng bo'lgan kichik kondansatör va 900MHz ultra yuqori chastotali RFID yorlig'i. Tadqiqotchilar qo'llaniladigan kuchni o'lchashlari va ma'lumotlarni simsiz ravishda standart RFID o'quvchiga uzatishlari uchun ikkita komponentni birlashtirdilar.

Kondensatorni hosil qilish uchun kondensatorning ikkita o'tkazuvchan mis chizig'i orasiga nozik bir moslashuvchan polimer qatlami qo'yiladi. Polimerga tashqi kuch ta'sir qilganda, u siqilib, mis chiziqlar bir-biriga yaqinlashib, kondansatör ichidagi zaryadni oshiradi.

Ushbu kuch o'lchash stikerining dizayni sig'imdagi o'zgarishlarni diqqat bilan kuzatishdan ilhomlangan. Tashqi kuch qo'llanilganda, polimer siqilib, mis chiziqlarni bir-biriga yaqinlashtiradi va shu bilan sig'imni oshiradi. Ushbu dizayn yordamida tadqiqotchilar matematik RF modellashdan olingan optimallashtirilgan sig'im diapazoni dizayni asosida sensorning kommutatsiya imkoniyatlarini baholashlari va COMSOLda multifizik simulyatsiyalarni amalga oshirishlari mumkin.

ForceSticker-ni amalda qo'llashda tadqiqotchilar Ecoflex polimerining turli qatlamlari (biologik parchalanadigan platina-katalizli kremniy asosidagi polimer) va 0 dan 6 N gacha va 0 dan 40 N gacha bo'lgan neopren qatlamlari bilan ikkita turli xil 4 × 2 mm sensorli ilovalardan foydalanganlar. o'qish xatolari mos ravishda 0,25 N va 1,6 N. Bundan tashqari, ular ForceSticker-ni 10 000 martadan ortiq stress-sinovdan o'tkazdilar va xatolar sezilarli darajada kamaymagan.

Ushbu passiv RFID yorlig'i quvvat va ma'lumotlarni uzatish uchun orqaga tarqalishdan foydalanadi. U RFID o'quvchidan kiruvchi radio signalni qabul qiladi, kondansatör tomonidan qo'zg'atilgan elektr o'zgarishlar orqali signalni o'zgartiradi va keyin o'zgartirilgan signalni RFID o'quvchiga qaytaradi, uni sharhlaydi va kuchga aylantiradi. Ushbu usul sensor tomonidan yaratilgan analog chastotali fazali transformatsiyani to'g'ridan-to'g'ri RFID elektron yorlig'ining simsiz kanal yo'liga kiritib, analogdan raqamli orqaga tarqalish havolasini yaratadi.

Sensor integratsiyasiga erishish jarayonida asosiy muammo sensor interfeysi dizayni hisoblanadi. Signalning ishonchliligini yo'qotmasdan sensorli integratsiyani ta'minlash uchun tadqiqotchilar mos keladigan empedansli tekis to'lqin qo'llanmasi yondashuvidan foydalanganlar. Bundan tashqari, ushbu sezgirlikni sozlashni olish uchun kondansatör to'g'ri ishlab chiqilgan "nominal qiymatga" nol kuchda. Bu elektr uzatish liniyasining impedans va aks ettirish koeffitsientini hisobga olgan holda, ushbu vaziyatni modellashtiradigan turli xil chiziqli bo'lmagan tenglamalar bilan aniqlanadi.

Kapasitiv sensorlar va raqamli identifikatsiya RFID o'rtasidagi interfeysni simulyatsiya qilishda tadqiqotchilar sensorni antenna va RFID yorlig'i orasiga ikkalasiga parallel ravishda kiritish orqali amalga oshirdilar. Biroq, tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, ikkita "degeneratsiya" yechimlar (kamida bitta asosiy o'zgaruvchining nolga teng ekanligini anglatadi). Yechimlardan biri barcha faza o'zgarishlari to'g'ridan-to'g'ri sensordan aks ettirilishini va RFID moduliga hech qanday signal etib bormasligini nazarda tutadi. Yana bir yechim sensorning sig'imli o'tish rejimi haqiqatda ishlaydi deb taxmin qiladi. Ikkala yechim ham texnologiyani yanada optimallashtirish bo'yicha ko'rsatmalar beradi.

Umuman olganda, San-Diegodagi Kaliforniya universiteti (UCSD) jamoasi innovatsion kuch o'lchash stikeri ForceStickerni ishlab chiqish orqali Muhandislik yutuqlarida nimalar mumkinligini ko'rsatdi. Mikrokondensatorlar va tijorat RFID teglarini birlashtirib, ular qo'llaniladigan kuchni o'lchaydigan va ma'lumotni simsiz uzatuvchi qurilma yaratdilar.

"Odamlar tug'ma kuchni his qilish qobiliyati bilan tug'iladilar" Bu haqda San-Diegodagi UC muhandislik maktabi professori Dinesh Bharadia maktab bayonotida aytdi. "Bu bizga atrofimiz bilan uzluksiz munosabatda bo'lish qobiliyatini beradi va klinisyenlarga nozik jarrohlik muolajalarini amalga oshirish imkonini beradi. .Elektron qurilmalar va tibbiy implantlarga kuchlarni sezish qobiliyatini kiritish ko'plab sohalarda inqilob qilishi mumkin."

Va bu texnologiya nafaqat tibbiy va sanoat ilovalari uchun potentsialga ega, balki ombor paketlarining pastki qismining og'irligini o'lchash uchun ham ishlatilishi mumkin. Doimiy tadqiqotlar va innovatsiyalar orqaliKelajakda hayotimiz va ishimizni yaxshilash uchun bu kabi yutuqlar ko'proq bo'lishiga ishonish uchun asoslarimiz bor.