Сенсоры с печатного станка

Сенсоры – это основная составляющая умных зданий. Они собирают все данные, которые позволяют существовать и развиваться системам IoT. Постоянно снижающаяся себестоимость сенсоров и уменьшение их размеров являются одним из драйверов рынка IoT в целом.

Сегодня можно заявить о революционном предложении на рынке сенсоров: печатные, органические, тонкие, гибкие датчики изменят поход к оснащению зданий.

Новый тип сенсоров может использоваться в местах, ранее недоступных для обычных решений. Благодаря своей легкости, гибкости и устойчивости к растяжениям они могут повторять практически любую поверхность, могут быть свернуты или скручены. Один из вариантов использования – нанесение на тканые материалы, такая возможность может быть использована в робототехнике для обеспечения мягкого контакта робота и объекта.

Рулонная технология изготовления датчиков

Сектор печатной электроники зародился более 10 лет назад, и одной из компаний-первопроходцев является фирма InnovationLab (Германия), разработавшая рулонную технологию, в которой для печати датчиков используются специальные чернила. Такой подход позволил моментально переносить прототипы в массовый производственный процесс. Функционал первых образцов был весьма ограниченным, но явно перспективная технология получила дальнейшее развитие.

Появление печатных сенсоров порождает много новых идей по их использованию. Например, нанесение датчиков на стены и пол позволит посетителям в буквальном смысле взаимодействовать с помещением, выйти на новый уровень функциональности. Схожий подход может использоваться при контроле уровня шума, а также окружающей среды. Полы, измеряющие вес, не являются новинкой на сегодняшний день, однако появление печатных сенсоров сильно расширит использование этой технологии, например, для мониторинга занятости и частоты использования помещений.

Пленочные датчики влажности

Еще одним инновационным способом является использование тонких пленочных датчиков влажности. Низкая стоимость позволяет их наносить на строительные материалы на больших площадях для последующего контроля утечек. В этом случае сенсоры могут передавать информацию, используя беспроводные технологии и, таким образом, предоставлять возможности мониторинга и контроля на небывалом ранее уровне.

Печатные датчики-газоанализаторы

Были также разработаны печатные датчики-газоанализаторы. Используя новейшие материалы, такие как углеродные нанотрубки, можно детектировать утечку газа по изменениям их свойств. Эта технология, использующая алгоритмический анализ, позволяет детектировать различные газовые смеси и может применяться не только для детекции опасных газов (метан, угарный газ и др.), но и для контроля общего уровня загрязнения воздуха, для оценки его влияния на человеческий организм.

Рынок печатной электроники сегодня

По оценкам экспертов из аналитического агентства IDTechEX, рынок печатной электроники составлял около 6 млрд долларов в 2013 г. и в 2020-м должен был прибавить 1 млрд. На сегодняшний день печатная электроника включает в себя органические и гибридные фотодетекторы, пьезоэлектрические датчики давления, датчики растяжения, датчики температуры, биосенсоры, датчики для медицины и многие другие. Печатные датчики – крупнейший сегмент печатной электроники, в 2030 г. они обеспечат объем выручки до 4,5 млрд долларов.

Взросление технологии печатных датчиков, безусловно, "внесет смятение" на рынок умных зданий. Низкая стоимость и уникальные физические свойства выведут системы управления зданиями на новый уровень. Сбор данных всегда являлся основой для любой умной системы, и печатные сенсоры удешевят и упростят этот процесс во много раз и навсегда изменят весь рынок.

Опубликовано в журнале "Системы безопасности" №1/2021