The Future is Exciting: Wi-Fi-Sensoren aus dem 3D-Drucker

Wie wäre es, wenn die Waschmit­telflasche sich melden würde, kurz bevor sie alle ist? Das ist gar nicht so unre­al­is­tisch. In unser­er Rei­he #The­Fu­tureI­sEx­cit­ing stellen wir Dir dies­mal zwei Dok­toran­den der Uni­ver­si­ty of Wash­ing­ton vor, die strom­lose Sen­soren für alle möglichen All­t­ags­ge­gen­stände entwick­eln. Ready?

Justin Chan und Vikram Iyer sind Dok­toran­den im „Allen School’s Net­works and Mobile Sys­tems Lab“ an der Uni­ver­si­ty of Wash­ing­ton. Sie entwick­el­ten unter der Leitung von Pro­fes­sor Shyam Gol­lako­ta die Bauan­leitung für kleine Kun­st­stoffteile, die eine draht- und strom­lose Kom­mu­nika­tion und Datenüber­tra­gung möglich machen.

Stromlose Datenübertragung für Jedermann

Die von den bei­den Wis­senschaftlern entwick­el­ten Plas­tik­sen­soren kön­nen über­all im All­t­ag zum Ein­satz kom­men. Zum Beispiel als Auf­satz ein­er Waschmit­telflasche. Jedes Mal, wenn das Waschmit­tel benutzt wird, wird der Sen­sor aktiv und sendet beispiel­sweise an Dein Smart­phone den aktuellen Ver­brauch. So kön­ntest Du zukün­ftig auf Deinem Smart­phone benachrichtigt wer­den, wenn die Flasche fast leer ist und rechtzeit­ig Naschschub kaufen. Das ist nur eine Möglichkeit, die Sen­soren aus dem 3D-Druck­er einzuset­zen. Den Bau­plan für strom­lose Wi-Fi-Lösung stellen die Dok­toran­den kosten­frei ins Netz, in der Hoff­nung, dass sich so jed­er eigene Helfer für den All­t­ag zusammenbaut.

Wi-Fi-Sensoren aus dem 3D-Drucker: So geht‘s

Wie funk­tion­ieren diese draht­losen Sen­soren denn nun eigentlich? Eigentlich ganz ein­fach. Mit dem 3D-Druck­er pro­duzierst Du Dir kleine Zah­n­räder, Fed­ern und Schal­ter aus Kun­st­stoff. Auch die Antenne mit einem leit­fähi­gen Kupfer­faden kommt aus dem 3D-Druck­er. Wie viele Teile Du genau benötigst, hängt von der Art von Sen­sor ab, den Du pro­duzieren möcht­est. Das Zah­n­rad funk­tion­iert wie bei ein­er mech­a­nis­chen Uhr: Es kommt mit­tels Kraftüber­tra­gung in Bewe­gung. Bei der Waschmit­telflasche sorgt die Flüs­sigkeit dafür, dass die Zah­n­räder sich drehen.

Es kön­nte aber auch ein Plas­tik­knopf sein, den Du selb­st drückst. Bewegt sich nun das Zah­n­rad ganz ohne Strom, wird der leit­fähige Schal­ter mit ein­er Antenne ver­bun­den beziehungsweise bei Still­stand wieder getren­nt. So entste­ht eine Sig­nalkette aus Ein­sen und Nullen, die aus­gew­ertet wer­den kön­nen. Und jet­zt kommt der Trick: Dein WLAN-Router sendet unun­ter­brochen Funkwellen. Das schwache Anten­nensignal des Sen­sors wird von diesen Wellen reflek­tiert oder im Still­stand absorbiert. Dein han­del­süblich­es Smart­phone kann die Wi-Fi-Sig­nale über das einge­baute Mag­ne­tome­ter decodieren und beispiel­sweise über eine App anzeigen.

Die Vision: Stromfreie Kommunikation im IoT-Haushalt

Noch ste­ht die Entwick­lung der Wi-Fi-Sen­soren aus dem 3D-Druck­er ganz am Anfang, aber sie hat dur­chaus Poten­zial. So haben Justin Chan und Vikram Iyer schon ver­schiedene Anwen­dun­gen real­isiert. Da wäre ein Gerät, dass die Windgeschwindigkeit misst. Ein ander­er Sen­sor ist mit einem Schal­ter oder wahlweise einem Schiebere­gler ver­bun­den. Über den kann die Laut­stärke der Stereoan­lage geregelt oder das Licht angeschal­tet wer­den – ganz ohne Strom oder Batterie.

Die Dok­toran­den möcht­en, dass alle inter­essierten Men­schen die Möglichkeit nutzen, ähn­liche Sen­soren über einen Stan­dard-3D-Druck­er zu entwer­fen. So kön­nen nach und nach Bau­pläne für die ver­schieden­sten IoT-Anwen­dun­gen entste­hen, die sich im All­t­ag als nüt­zlich erweisen. Nutzer stellen sie ins Netz, wodurch jed­er in der Lage ist, die Gad­gets mit dem eige­nen 3D-Druck­er nachzubauen. Langfristig soll über die strom­freien Sen­soren der Energie­ver­brauch in Haushal­ten gesenkt werden.

Noch mehr span­nende Inno­va­tio­nen rund um Deine aufre­gende Zukun­ft find­est Du hier auf fea­tured und auf Youtube in unser­er Playlist „The Future Is Excit­ing“.

Hast Du Ideen für Deinen eige­nen Wi-Fi-Sen­sor aus dem 3D-Druck­er? Wir wollen es wis­sen,  schreib uns gern einen Kommentar!