Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V.
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Gedruckte Elektronik in der Stratosphäre

Zusammen mit den Industriepartnern Sentinum und Murata wurde am Lehrstuhl FAPS die IoT-Plattform Yamori entwickelt und gefertigt. Die 3-D MID e.V. Mitglieder FAPS und Neotech AMT haben an dieser Plattform mitgewirkt. Yamori ist das weltweit kleinste, hochintegrierte, industrietaugliche Multistack-LPWAN-IoT-Gerät, welches vielseitige Sensorkonfigurationen ermöglicht und den Entwicklungsaufwand für neue vernetzte Produkte drastisch reduziert. Durch 3D gedruckte Elektronik wird die platzsparende Integration von Antennenstrukturen in das Gehäuse sowie deren Ankontaktierung an die Hauptplatine ermöglicht.

Die Antennen werden am FAPS mit einem 5-Achs-System der Firma Neotech AMT kontaktlos aufgedruckt. Zunächst wird das Polycarbonatsubstrat plasmabehandelt, um die Benetzung während des darauffolgenden Druckprozesses zu optimieren. Anschließend werden die NFC-Antenne am Boden und die LoRa- und NB-IoT-Antennen an den Wänden mit Silber-Nanopartikeltinte durch das AerosolJet-Verfahren gefertigt. Der Druck auf den Innenseiten des Gehäuses erfordert eine aufwendige Planung der Werkzeugbahnen, um Kollisionen auszuschließen. Außerdem wird ein Lichtsintersystem eingesetzt, um das Verlaufen der Tinte auf den schrägen Oberflächen zu verhindern.

Um die Zuverlässigkeit von Yamori zu testen, wurde das IoT-Gerät mit einem Heliumballon in die Stratosphäre geschickt. Während dieser atemberaubenden Reise legte der Sensor eine Strecke von fast 200 km zurück und erreichte eine Höhe von über 40.000 Metern. Das Experiment zeigte, dass die Yamori-Plattform selbst den widrigsten Bedingungen der Stratosphäre standhalten kann. Mithilfe der Yamori Cloud konnten die Sensordaten sowie die Position des Geräts während der Mission überwacht werden.

Weitere Informationen finden Sie im Yamori Datenblatt und auf der Yamori Website.

Kontakt

Markus Ankenbrand, M. Sc.

Tel.: +49 911 5302-9090

E-Mail: markus.ankenbrand@faps.fau.de

Adresse: FAU – FAPS, Fürther Str. 246b, 90429 Nürnberg

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