Thomas Scherer

WLAN: Mechanische dataoverdracht met een 3D-print

19 december 2017, 15:29
Met een geprint mechanisme kan de demping van een HF-antenne worden gevarieerd. Afbeelding: washington.edu
Met een geprint mechanisme kan de demping van een HF-antenne worden gevarieerd. Afbeelding: washington.edu
Eigenlijk is de zogenaamde backscatter- of verstrooiingstechniek, waarbij HF-signalen door geleiders worden gereflecteerd, oude koek. Maar op de universiteit van Washington hebben onderzoekers een nieuwe toepassing bedacht, waarbij (geleidende,) 3D-geprinte, puur mechanische componenten een soort draadloze overdracht van gegevens mogelijk maken.
 
Het verstrooiingseffect, met andere woorden: reflectie, wordt al heel lang gebruikt in de HF-techniek. Zo werkt radar bijvoorbeeld met de reflectie van HF-signalen tegen geleidende voorwerpen. Dat heeft veel automobilisten al een hoop geld gekost, omdat ze met radar zijn betrapt op een overschrijding van de maximumsnelheid. Maar er is meer mogelijk met de reflectie van HF-signalen...
 
Al bijna honderd jaar geleden werd passieve afluisterapparatuur ontwikkeld die werkte met hoogfrequenttechniek, waarbij geen stroom werd gebruikt of uitgezonden als men dat niet wilde. Zo werden vrijwel onvindbare “bugs” gerealiseerd. In principe ging het daarbij om een dipool met in het midden een gewone koolmicrofoon. Als zo’n opstelling door een externe zender met HF-energie wordt „bestraald“, dempen geluidsgolven de antenne en zorgen zo voor een amplitudemodulatie in het gereflecteerde HF-signaal. Omdat er destijds nog geen GHz-techniek bestond, werden de in verhouding tot de golflengte korte antennes afgestemd op de zendfrequentie met een serieresonantiekring om het effect te maximaliseren.

 
Het principe van passieve dataoverdracht via HF-reflectie. Afbeelding: washington.edu
 
Tegenwoordig is dat geen probleem meer. De golflengte van signalen bij de WLAN en Bluetooth gebruikelijke frequentie van 2,4 GHz is λ = 12,5 cm. Dan zijn er geen elektronische onderdelen, zoals spoelen en condensatoren, nodig om een antenne selectief te maken. De onderzoekers van de universiteit van Washington maken daarom gewoon een afgestemde antenne met een bepaalde lengte met behulp van koperhoudend filament en zorgen er met additionele 3D-geprinte mechanismen voor, dat de demping van de antenne kan variëren. Omdat 2,4GHz-signalen vrijwel overal in de lucht zitten, is alleen een geschikte, gevoelige AM-ontvanger nodig om zonder enig elektronisch onderdeel data over te dragen, want een druktoets of iets dergelijks is op die manier heel eenvoudig te construeren.
 

Strikt genomen klopt dat natuurlijk helemaal niet. Een antenne is tenslotte ook een elektronisch onderdeel. En er klopt nog meer niet: het onderzoeksproject van de universiteit wordt heel brallerig aangekondigd onder de titel „3-D printed objects connect to WiFi without electronics“. Veel nieuwsportalen nemen die mateloze overdrijving kritiekloos over, wat tot bijna belachelijke berichtgeving leidt. Jammer, want dit is zeker een interessant thema, maar al die mooie mechanica kan zeer zeker geen verbinding maken met een WLAN en al helemaal niet met het Internet. Een mechanisch IP-protocol zou pas echt een wonder zijn. Het gaat ook echt niet met „any WiFi receiver“, zoals in de video wordt beweerd. Hier is toch echt wel een gespecialiseerde AM-ontvanger voor nodig. Die hebben ze gebouwd met een transceiver-IC van het type MAX 2829, waarvan ze het baseband-signaal gebruiken. Ook van de beweerde belangstelling voor commerciële toepassingen is met de beste wil van de wereld geen spoor te ontdekken. Wat overblijft, is een leuk speeltje, een aardige demonstratie van de theoretische mogelijkheid.
 
Meer details zijn te lezen in deze PDF. De universiteit van Washington biedt de 3D-modellen voor passieve radiotechniek ook aan om te downloaden.
 
Reacties worden ingeladen...
gerelateerde items