Vandaag, talloze elektronische apparaten hebben touchscreens, inclusief smartphones, tablets en slimme huishoudelijke apparaten. Touchscreen-interfaces zijn een van de meest gebruikelijke middelen geworden voor gebruikers om te communiceren met en door hun apparaten te bladeren.

Met dit in gedachten, een onderzoeksgroep bij imec in België heeft onlangs een onderzoek uitgevoerd naar het potentieel van touchscreen-interfaces om de eenvoudige overdracht van gegevens van en naar apparaten die zijn aangesloten op het internet mogelijk te maken. In een paper gepubliceerd in Natuur Elektronica , het team toonde aan dat commerciële touchscreens kunnen worden gebruikt als lezerinterfaces voor capacitieve gekoppelde gegevensoverdracht met behulp van een 12-bits, dunne-film identificatielabel aangedreven door een batterij of fotovoltaïsche cel.

"Ons vakgebied is flexibele elektronica voor IoT- en Internet of Everything-toepassingen, "Kris Myny, hoofdwetenschapper bij imec en een van de onderzoekers die de studie uitvoerden, vertelde Tech Xplore . "In dit veld, we kijken naar dunnefilmcircuits, d.w.z. flexibele RFID-tags die in objecten kunnen worden ingebed en communiceren met RFID- en/of NFC-lezers. Op basis hiervan, onze volgende stap was om te onderzoeken of we het aantal lezers konden uitbreiden."

Myny en zijn collega's ontdekten dat touchscreens tegenwoordig makkelijker verkrijgbaar zijn dan RFID-lezers. Deze observatie inspireerde hen om te onderzoeken of een dunnefilmchip rechtstreeks kan communiceren met een standaard capacitief touchscreen.

In samenwerking met Cartamundi, fabrikant van kaart- en bordspellen, de onderzoekers creëerden een app die touchscreen-gebeurtenissen kan visualiseren en detecteren (bijv. aanraken, vegen, enz.) en rapporteer over de parameters die het detecteert. Vervolgens, ontwikkelden ze een identificatielabel met dunne film touchscreen, plaatste het op het scherm van een smartphoneapparaat en las het via hun app.

"De app heeft csv-gegevenspunten geretourneerd over de gebeurtenissen die door onze tag zijn opgelegd, die een lijst met veeggebeurtenissen genereerde, "zei Myny. "De coördinaten van de veegbewegingen als functie van de tijd resulteerden in een grafiek die precies onze overgedragen ID weergaf."

De touchscreen-tags die door Myny en zijn collega's zijn gemaakt, maken een snelle overdracht van gegevens van en naar de meeste touchscreen-apparaten mogelijk. Een belangrijk voordeel van hun methode is dat er geen wijzigingen in de firmware van huidige touchscreen-apparaten nodig zijn. In plaats daarvan, het vertrouwt alleen op het gebruik van een app die automatisch de verzonden ID kan ontcijferen.

"De belangrijkste uitdaging die we tegenkwamen bij het ontwikkelen van onze methode was om de chip op een zinvolle manier van stroom te voorzien, Myny zei. "Dit is bereikt met een dunne, mogelijk flexibel, fotovoltaïsche cel die het licht van de smartphone opvangt, aangezien de meeste touchscreens ook een display hebben."

De door de onderzoekers ontwikkelde touchscreen-tag is een 12-bits, dunne-film capacitieve identificatietag met een 0,8 cm ² monolithische antenne, met 439 transistors en met een asynchrone datasnelheid tot 36 bps. interessant, de tag wordt gevoed met behulp van een dunne-film fotovoltaïsche cel die rechtstreeks energie ontleent aan het scherm van een smartphone of tablet, die slechts 31 nW vermogen dissipeert bij een voedingsspanning van 600 mV.

"Als de industrie deze technologie oppikt, we hebben misschien de mogelijkheid om nieuwe flexibele touchscreen-tags te introduceren die kunnen communiceren met alledaagse voorwerpen met een touchscreen, zoals slimme koelkasten, auto's met touchscreens, of tabletten, ' zei Myny.

De studie van Myny en zijn collega's introduceert een nieuwe veelbelovende methode om snelle capacitieve gekoppelde gegevensoverdracht van en naar veel IoT-apparaten te realiseren. In de toekomst, de tags die ze hebben ontwikkeld, kunnen worden gebruikt om rechtstreeks te communiceren met elk apparaat met een touchscreen-component, inclusief slimme koelkasten, horloges, en auto's.

"Ons onderzoek richt zich op IoT en IoE, Myny zei. "De volgende grote stap voor ons zou zijn om sensoren toe te voegen aan de RFID-tags of de touchscreen-tags, gericht op sensor-RFID's. Een groot toepassingsgebied dat we voor ogen hebben, is de gezondheidszorg, waar we de biomedische parameters van patiënten (zoals ECG) in de loop van de tijd zouden kunnen gaan monitoren, waardoor een effectiever thuisherstel bij patiënten mogelijk is."

© 2020 Wetenschap X Netwerk