De batterijloze afstandsbediening

Volvo streeft naar betrouwbaarheid. Des te vervelender wanneer de afstandsbediening van het autoalarm dienst weigert. Belangrijke oorzaken voor een falende bediening zijn lege batterijen en vuil dat tussen kieren naar binnen glipt en de elektronica ontregelt.

Arjen Jansen doet bij Industrieel Ontwerpen (IO) promotie-onderzoek naar batterijloze alternatieven voor apparaten. Jansen bood Weernink aan af te studeren bij Volvo. In Zweden. Weernink: ,,Ik wilde sowieso graag in het buitenland afstuderen dus dat kwam als geroepen.”

Hij onderzocht een aantal batterijloze alternatieven. Zonneënergie bijvoorbeeld: ,,Dat is niet betrouwbaar”, concludeerde Weernink. ,,Overdag verdwijnt de afstandsbediening in broekzakken, na kantoortijd is het vaak al donker buiten.” Lichaamswarmte? ,,Volvo verkoopt ook auto’s in Brazilië. Wanneer het buiten 37 graden is, is er geen temperatuurverschil en kan geen stroom worden opgewekt.”

Al redenerend kwam Weernink uit op drie bruikbare alternatieven voor batterijen. Een microgenerator (dynamo), een oscillator (trillende spoel) en een piëzo-element. Alternatieven waarbij de gebruiker zelf de stroom genereert die nodig is om een signaal naar de auto te versturen. Een oscillator wordt bijvoorbeeld toegepast in Seiko kinetic horloges. ,,Maar een Volvohorloge of -armband verkoopt niet”, weet Weernink.

Daarnaast wordt bij dynamo en spoel gebruik gemaakt van bewegende delen rond een as. En die as moet door de behuizing van de afstandsbediening. Dat geeft kieren en dus kans op vuil tussen de elektronica.
Piëzo-element

Daarom koos Weernink voor het derde mechanische alternatief voor batterijen: het piëzo-element. Dat bestaat uit keramisch materiaal dat spanning afgeeft zodra het wordt vervormd, ofwel ingedrukt door een duim. Geen gat in de behuizing, geen kieren, geen vuil. En het piëzo-element bestaat uit minder onderdelen dan de andere alternatieven. Het materiaal is erg breekbaar, maar dat probleem loste Weernink op in de vormgeving van de behuizing.

Activering van een autoalarm geschiedt door met de afstandsbediening een radiosignaal te verzenden dat een code bevat. Stel dat iemand vanaf een afstandje de verzonden code ‘leest’ zodra de autobezitter het alarm activeert. Weg auto. Om dat te voorkomen bevat de afstandsbediening een zogenaamd e2prom-element (‘E-square-Prom‘). Hierdoor geeft de afstandsbediening telkens een ander signaal af.

Nadat het alarm is geactiveerd wordt een nieuwe codeuitgerekend. Deze moet door een geheugencel worden onthouden. Het geheugen moet van tijd tot tijd worden opgefrist. Dat kost stroom, misschien te veel voor het piëzo-systeem. Weernink: ,,Het bleek dat het refreshen van het geheugen meer stroom kostte dan het gebruik zelf.” Weernink vroeg leveranciers van het e2prom om hulp en paste een nieuw soort element toe waarvan het geheugen niet telkens hoeft te worden ververst. Door de frequentie van het radiosignaal op te voeren kon nog meer energie worden bespaard.

Ook de vormgeving van Weerninks afstandsbediening is opmerkelijk. Zowel het Volvo-logo als het dashboard van de Volvo S80 zijn terug te vinden in het ontwerp. Weernink: ,,Ik wilde geen standaard zwarte afstandsbediening ontwerpen, maar een die past bij het type auto waarvoor hij wordt toegepast.”

Volgende week presenteert Weernink zijn ontwerp aan managers in Zweden. Als die bereid zijn fondsen vrij te maken wordt het ding zo snel mogelijk in productie genomen. En daarna werken bij Volvo? ,,Nee. Ik wil van begin tot eind aan een volledig ontwerp werken. In een groot bedrijf krijg je alleen deelopdrachten.”

Volvo streeft naar betrouwbaarheid. Des te vervelender wanneer de afstandsbediening van het autoalarm dienst weigert. Belangrijke oorzaken voor een falende bediening zijn lege batterijen en vuil dat tussen kieren naar binnen glipt en de elektronica ontregelt.

Arjen Jansen doet bij Industrieel Ontwerpen (IO) promotie-onderzoek naar batterijloze alternatieven voor apparaten. Jansen bood Weernink aan af te studeren bij Volvo. In Zweden. Weernink: ,,Ik wilde sowieso graag in het buitenland afstuderen dus dat kwam als geroepen.”

Hij onderzocht een aantal batterijloze alternatieven. Zonneënergie bijvoorbeeld: ,,Dat is niet betrouwbaar”, concludeerde Weernink. ,,Overdag verdwijnt de afstandsbediening in broekzakken, na kantoortijd is het vaak al donker buiten.” Lichaamswarmte? ,,Volvo verkoopt ook auto’s in Brazilië. Wanneer het buiten 37 graden is, is er geen temperatuurverschil en kan geen stroom worden opgewekt.”

Al redenerend kwam Weernink uit op drie bruikbare alternatieven voor batterijen. Een microgenerator (dynamo), een oscillator (trillende spoel) en een piëzo-element. Alternatieven waarbij de gebruiker zelf de stroom genereert die nodig is om een signaal naar de auto te versturen. Een oscillator wordt bijvoorbeeld toegepast in Seiko kinetic horloges. ,,Maar een Volvohorloge of -armband verkoopt niet”, weet Weernink.

Daarnaast wordt bij dynamo en spoel gebruik gemaakt van bewegende delen rond een as. En die as moet door de behuizing van de afstandsbediening. Dat geeft kieren en dus kans op vuil tussen de elektronica.
Piëzo-element

Daarom koos Weernink voor het derde mechanische alternatief voor batterijen: het piëzo-element. Dat bestaat uit keramisch materiaal dat spanning afgeeft zodra het wordt vervormd, ofwel ingedrukt door een duim. Geen gat in de behuizing, geen kieren, geen vuil. En het piëzo-element bestaat uit minder onderdelen dan de andere alternatieven. Het materiaal is erg breekbaar, maar dat probleem loste Weernink op in de vormgeving van de behuizing.

Activering van een autoalarm geschiedt door met de afstandsbediening een radiosignaal te verzenden dat een code bevat. Stel dat iemand vanaf een afstandje de verzonden code ‘leest’ zodra de autobezitter het alarm activeert. Weg auto. Om dat te voorkomen bevat de afstandsbediening een zogenaamd e2prom-element (‘E-square-Prom‘). Hierdoor geeft de afstandsbediening telkens een ander signaal af.

Nadat het alarm is geactiveerd wordt een nieuwe codeuitgerekend. Deze moet door een geheugencel worden onthouden. Het geheugen moet van tijd tot tijd worden opgefrist. Dat kost stroom, misschien te veel voor het piëzo-systeem. Weernink: ,,Het bleek dat het refreshen van het geheugen meer stroom kostte dan het gebruik zelf.” Weernink vroeg leveranciers van het e2prom om hulp en paste een nieuw soort element toe waarvan het geheugen niet telkens hoeft te worden ververst. Door de frequentie van het radiosignaal op te voeren kon nog meer energie worden bespaard.

Ook de vormgeving van Weerninks afstandsbediening is opmerkelijk. Zowel het Volvo-logo als het dashboard van de Volvo S80 zijn terug te vinden in het ontwerp. Weernink: ,,Ik wilde geen standaard zwarte afstandsbediening ontwerpen, maar een die past bij het type auto waarvoor hij wordt toegepast.”

Volgende week presenteert Weernink zijn ontwerp aan managers in Zweden. Als die bereid zijn fondsen vrij te maken wordt het ding zo snel mogelijk in productie genomen. En daarna werken bij Volvo? ,,Nee. Ik wil van begin tot eind aan een volledig ontwerp werken. In een groot bedrijf krijg je alleen deelopdrachten.”