Tyndfilms-identifikationsmærker til overførsel af data til touchscreen-enheder

I dag, utallige elektroniske enheder har touchskærme, herunder smartphones, tablets og smarte husholdningsapparater. Touchscreen-grænseflader er blevet nogle af de mest almindelige måder for brugere at kommunikere med og gennemse deres enheder.

Med det i tankerne, en forskergruppe hos imec i Belgien har for nylig udført en undersøgelse, der udforsker potentialet af touchscreen-grænseflader til at muliggøre enkel overførsel af data til og fra enheder, der er tilsluttet internettet. I et blad udgivet i Naturelektronik , holdet viste, at kommercielle berøringsskærme kan bruges som læsergrænseflader til kapacitiv koblet dataoverførsel ved hjælp af en 12-bit, tyndfilm identifikationsmærke drevet af et batteri eller solcelle.

"Vores ekspertiseområde er fleksibel elektronik til IoT og Internet of Everything-applikationer, "Kris Myny, hovedforsker ved imec og en af ​​de forskere, der udførte undersøgelsen, fortalte Tech Xplore . "På dette felt vi ser på tyndfilmskredsløb, dvs. fleksible RFID-tags, der kan indlejres i objekter og kommunikere til RFID- og/eller NFC-læsere. Baseret på dette, vores næste skridt var at undersøge, om vi kunne udvide antallet af læsere."

Myny og hans kolleger opdagede, at berøringsskærme i øjeblikket er lettere tilgængelige end RFID-læsere. Denne observation inspirerede dem til at undersøge, om en tyndfilmschip kan kommunikere direkte med en standard kapacitiv berøringsskærm.

I samarbejde med Cartamundi, producent af kort og brætspil, forskerne skabte en app, der kan visualisere og registrere berøringsskærmhændelser (f.eks. røre ved, swipe, osv.) og rapporter om de parametre, den registrerer. Efterfølgende de udviklede en tynd-film berøringsskærm identifikationsmærke, placerede den på skærmen på en smartphone-enhed og læste den gennem deres app.

"Appen returnerede csv-datapunkter på de hændelser, der blev pålagt af vores tag, som genererede en liste over swipe-begivenheder, " sagde Myny. "Koordinaterne for strygerne som funktion af tiden resulterede i en graf, der viser nøjagtigt vores overførte ID."

De touchscreen-tags, som Myny og hans kolleger har skabt, muliggør hurtig overførsel af data til og fra de fleste touchscreen-enheder. En vigtig fordel ved deres metode er, at den ikke kræver ændringer i firmwaren på aktuelle touchscreen-enheder. I stedet, den er kun afhængig af brugen af ​​en app, der automatisk kan dechifrere det overførte ID.

"Den største udfordring, vi stødte på, da vi udviklede vores metode, var at drive chippen på en meningsfuld måde, " sagde Myny. "Dette er opnået ved hjælp af en tynd, potentielt fleksibel, solcelle, der fanger lyset fra smartphonen, da de fleste berøringsskærme også inkluderer en skærm."

Touchscreen-tagget udviklet af forskerne er en 12-bit, tyndfilm kapacitivt identifikationsmærke med en 0,8 cm ² monolitisk antenne, anvender 439 transistorer og med en asynkron datahastighed på op til 36 bps. Interessant nok, tagget drives ved hjælp af en tynd-film fotovoltaisk celle, der henter energi direkte fra en smartphone eller tablets skærm, afgiver kun 31 nW strøm ved en forsyningsspænding på 600 mV.

"Hvis industrien tager denne teknologi op, vi kan få mulighed for at introducere nye fleksible touchscreen-tags, der kan kommunikere til hverdagsgenstande med en touchscreen, såsom smarte køleskabe, biler med touchskærme, eller tabletter, " sagde Myny.

Undersøgelsen af ​​Myny og hans kolleger introducerer en ny lovende metode til at opnå hurtig kapacitiv koblet dataoverførsel til og fra mange IoT-enheder. I fremtiden, de tags, de udviklede, kunne bruges til at kommunikere direkte med enhver enhed, der har en touchscreen-komponent, herunder smarte køleskabe, ure, og biler.

"Vores forskning fokuserer på IoT og IoE, " sagde Myny. "Det næste store skridt for os ville være at tilføje sensorer til RFID-tags eller touchscreen-tags, målretning af sensor RFID'er. Et stort anvendelsesområde, vi forestiller os, er inden for sundhedspleje, hvor vi kunne begynde at overvåge de biomedicinske parametre for patienter (såsom EKG) over tid, giver mulighed for en mere effektiv genopretning i hjemmet hos patienter."

© 2020 Science X Network