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  • Circuiti estensibili:il nuovo processo semplifica la produzione di prototipi funzionali

    Applicando il loro nuovo approccio, i ricercatori hanno prodotto tre prototipi, ciascuno impiega meno di 5 minuti. Credito:Saar-Uni

    I circuiti estensibili hanno il vantaggio di funzionare anche in tessuti come l'abbigliamento. Però, la loro produzione è considerata molto costosa. Una nuova, Il processo semplificato è stato ora presentato da due scienziati informatici della Saarland University.

    Il processo si basa su un cosiddetto taglio laser e sul suo preciso, tagli veloci. Questi sono forniti da un software di facile utilizzo sviluppato da Daniel Gröger e dal professor Jürgen Steimle per i progettisti. Poiché i materiali necessari sono disponibili sul mercato, quasi ogni persona può ora produrre elettronica estensibile per i propri scopi.

    Una giacca che silenzia le chiamate in arrivo quando viene pizzicata la manica. Una benda che suona un allarme quando l'articolazione è piegata troppo. Queste sono due delle tante applicazioni possibili solo con i circuiti estensibili. "Però, gli attuali processi di produzione richiedono molto tempo e sono molto complessi, " spiega Daniel Gröger, uno studente di dottorato in informatica presso la Saarland University. Quindi, insieme al professor Jürgen Steimle, Gröger ha sviluppato un processo per produrre circuiti estensibili in pochi minuti.

    Il cuore del processo è un cosiddetto taglio laser. Il suo raggio laser rimuove continuamente il materiale mirato. In questo modo, effettua molti tagli precisi in brevissimo tempo. I ricercatori ne approfittano facendo in modo che il laser tagli un determinato modello nel materiale, simile a una forma a Y. La dimensione del modello, lo spessore delle sue linee e la distanza tra i tagli determinano l'elasticità del materiale. Il materiale è costituito da uno strato conduttivo e uno non conduttivo. Il circuito viene creato dal laser che asporta lo strato conduttivo in punti predefiniti durante il taglio.

    Poiché non è solo veloce, taglio accurato che è difficile per l'uomo, ma anche la pianificazione di dove tagliare, i ricercatori hanno automatizzato che, pure. Il risultato è un software che consente ai designer di specificare il contorno del pezzo, simile a un programma di disegno, e determinare quale parte di esso dovrebbe essere estensibile. Determinano il grado di elasticità utilizzando uno slider virtuale. Finalmente, posizionano i componenti elettronici. Il software calcola quindi la posizione e la natura delle forme a Y, compreso lo schema elettrico, e mostra tutto. Il risultato veloce è insolito perché il calcolo del miglior percorso ladder finora ha richiesto molto tempo e potenza di calcolo. I ricercatori però, hanno escogitato una scorciatoia presentando il problema di calcolo come un grafico, per cui è possibile un calcolo efficiente.

    In questo modo, i ricercatori hanno prodotto tre prototipi, ciascuno impiega meno di cinque minuti. Il primo è un braccialetto trasparente con un diodo emettitore di luce. Dalla sua parte c'è una linguetta, simile alla ruota che gira sul lato di un orologio. Tirando il cinturino o la linguetta si accende e si spegne il diodo a emissione luminosa. Questo soddisfa le funzionalità di base di un cronometro, dice Groger. Tirare la cinghia corrisponde all'avvio e all'arresto. Se tiri il braccialetto, la misurazione del tempo ricomincia.

    Gli altri due prototipi sono un controller flessibile per giochi per computer e un sensore integrato in una fasciatura del gomito che misura il grado di diffrazione. I materiali utilizzati, come fogli di plastica rivestiti con ossido di indio-stagno, sono disponibili online. Gröger ritiene quindi che il nuovo processo consenta anche alle persone che non hanno familiarità con la ricerca sui materiali di creare circuiti estensibili. I ricercatori sottolineano che gli attuali modelli di test possono resistere ad almeno migliaia di sollecitazioni, ma questo non soddisfa ancora i criteri di qualità commerciale per la durata.

    Tuttavia, Gröger è convinto:"Anche se la tecnologia deve ancora essere migliorata, i concetti reggeranno".


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