Grand Finale

Projektikurssimme lähestyy loppuaan ja niin tuli myös aika esitellä lopullista aikaansaannostamme. Kurssimme huipentumana toimi kurssin projektien Grand Finale -tapahtuma Aalto-yliopiston Kandidaattikeskuksessa osana yliopistomme laajempaa kevään 2017 Aalto Festival -tapahtumakokonaisuutta. Grand Finalessa esittelimme tuotostamme kaikille kiinnostuneille niin omalla ständillämme kuin lisäksi myös lyhyen pitch-tyylisen puheen muodossa. Ja kiinnostusta myös riitti! Oli mukava huomata, että useat kurssimme ulkopuolisetkin tapahtumassa kävijät halusivat kuulla lisää tuotteestamme ja varsinkin vielä melko tuntemattoman painetun elektroniikan ominaisuuksista, joita mielellämme esittelimme.

Ständi

Ständillemme olimme tuoneet ryhmämme käytössä olleen mustesuihkutulostimen, jonka olimme liittäneet tietokoneeseen. Näin pääsimme esittelemään tekemäämme painetun elektroniikan suunnittelusovellusta ja sitä olisi myös helppo kaikkien halukkaiden itse kokeilla. Lisäksi vieraat pääsivät tutustumaan tämän tekniikan hyödyntämiin erilaisiin materiaaleihin ja valmiisiin mallipainoksiin.

Ständi

Ryhmämme ständi Grand Finalessa.

Meille oli tärkeää, että vieraat pääsisivät ständillämme itse testaamaan omien piirien piirtämistä ja he saivat ne myös tulostaa. Sovelluksemme löytyy verkosta ja sitä pääsee jokainen vapaasti kokeilemaan tämän linkin takaa (sovellus toimii parhaiten Chrome-selaimessa).

Lopullinen painetun elektroniikan piirtosovelluksemme.

Lopullinen painetun elektroniikan piirtosovelluksemme.

Tulostettuja piirejä varten meillä oli lisäksi tavallisia elektroniikkakomponentteja mukanamme, ja varsinkin tavallisen LED-valon ja nappipariston avulla sai helposti testattua oman piirinsä toimivuutta sytyttämällä piiriin yhdistetyn lampun.

Ständillä kaikki halukkaat saivat siis testata aikaansaannostamme sekä kuulla meiltä esittelijöiltä lisää aiheestamme. Pääsimme näin vastailemaan moniin kysymyksiin kurssin aikana saamamme kokemuksen pohjalta. Oli kuitenkin tärkeää, että myös nopeasti paikalla käyvät ihmiset sekä he jotka halusivat saada aiheestamme yleiskuvan ennen kuin viitsivät tulla meille juttelemaan saisivat nopeasti projektimme perusidean selville. Laadimme ständille siis myös posterin projektituotoksestamme, jossa esittelemme sekä työstämämme ongelman kuin myös laatimamme ratkaisun. Posterista voi nopeasti lukaista työmme pääpointit ja tustua aiheeseen.

posteri

Posteri ideoimastamme painetun elektroniikan opetuspaketista.

Pitch

Ryhmästämme Olli ja Pasi pitivät lyhyen eli noin kolmen minuutin pitchauksen aiheestamme tapahtumavieraille ja toisille projektiryhmille. Pitchaus sujui oikein mallikkaasti ja tapahtumavieraillekin toivottavasti jäi tarinastamme mieleen kuinka koulujen opetuksen modernisointi on nykyään yksi tärkeä kehityskohde ja kuinka helposti osana tätä voidaan mysö elektroniikan opetusta ratkaisumme turvin kehittää. Koko esityksen voit käydä katsomassa linkin takaa.

Olli ja Pasi pitämässä ryhmän pitch-esityksen.

Loppuraportti

Nyt kurssin päättyessä julkaisemme vielä loppuraportin, josta pääsee lukemaan koko kurssin aikana kokemaamme oppimisprosessia ja ryhmän sekä lopputuotteen kehityksen vaiheita. Kurssin aikana olemme havainneet painetun elektroniikan mustesuihkutulostimella varsin toimivaksi tekniikaksi esimerkiksi monenlaiseen elektroniikan demoiluun ja toivottavasti työstämme kurssilla on jatkossa hyötyä niin mahdollisesti aiheesta jatkaville ryhmille kuin ihan kaikille kiinnostuineille opiskelijoille kunhan laitteisto saadaan koululla hyötykäyttöön.

Finaalin kenraaliharjoitus ja viimeistelyä

Projektikurssimme tulee päättymään Grand Finale -tapahtumaan, jossa esittelemme lopulta lopullisen aikaansaannoksemme kurssin aikana työstämästämme aiheesta. Osana tätä finaalia on pitch-esitys oman aiheen ja ratkaisun nopeaan esittelyyn tapahtuman yleisölle. Kokoonnuimmekin ennen esityksen kenraaliharjoitusta ryhmän kanssa käymään yhdessä läpi esityksen pointit, jotka haluamme tuoda kuulijalle esille, ja tekemään puheen taustalle kalvot tukemaan pääpointteja. Kuulija voi olla joku, jolla ei entuudestaan vielä ole juurikaan mitään mielikuvaa projektiaiheestamme.

Itse kenraaliharjoituksen jälkeen kävi selväksi, että lisäharjoittelua vielä tarvitaan lopulliseen esitykseen valmistauduttaessa ja saimme lisäksi hyviä parannusehdotuksia esityksen sisältöön. Lopulliseen pitchaukseen panostammekin vielä rakentamalla puheesta paremmin ytimekkään tarinan kuulijalle ja esittelemme työmme tärkeyden ja pääpointit kiinnostavammin kuin yhtenä tiiviinä infopakettina.

Rakentamamme peruskoulujen elektroniikan opetuksen uudistamiseen tähtäävä painettua elektroniikkaa hyödyntävä koulujen palvelupaketti on jo finaalia varten ollut pääosin valmis, mutta nyt saimme myös lopulliset viimeistelyt tehtyä paketin ehkä olennaisimpaan osaan eli verkkosovellukseen. Laatimamme sovellus on myös se osa pakettia, jota mielellämme mustesuihkutulostimen ohella esittelemme finaalissa. Sovelluksen teknisistä ominaisuuksista löytyy ryhmältämme postaus jo hieman aiempaa, mutta tämä esitteli vasta pääosin sovelluksen toimintojen taustaa. Lisänä tuolloin esittelemäämme sovelluksen vaiheeseen ohjelmaamme on nyt lisätty valmiit mallit komponentti- ja piirivalikoihin, joista helposti voidaan lisätä malli kankaalle tulostettavaksi tai muokkauksia varten. Lisäksi näiden muokkaamiseen soveltuvat säätöominaisuudet kuten kierrot, siirrot ja koon muokkaukset saatiin valmiiksi sekä piirtotyökalut viimeisteltiin. Ehkä kuitenkin näkyvin ja yksi tärkeimmistä uudistuksista on sovelluksen ulkoasun päivittäminen siistimpään ja selkeään lopulliseen muotoonsa. Ulkoasu on tärkeä sovelluksen lopullisia käyttäjiä eli oppilaita ajatellen, koska hyvin monimutkaiset ja epäselkeät ohjelmat koetaan usein luotaantyöntäviksi, jos ei niiden opetteluun jaksa panostaa. Ulkoasuun saatiin mielipiteitä ja parannusehdotuksia aivan oikealta sovelluskehityksen parissa työskentelevältä ohjelmistosuunnittelijalta ja ammattilaisen mietteet otettiinkin hyvin mielin vastaan. Lopullisen sovelluksemme pääsee näkemään ja kokemaan sekä kurssin finaalin sisällöstä lukemaan seuraavasta postauksestamme!

Koulumaailma uudistuu

Peruskoulujen opetus kehittyy jatkuvasti ja nyt varsinkin opetussuunnitelmat tuntuvat kokevan muutoksia, jotka painottavat uusien teknologioiden tuomista mukaan opetukseen. Kaikkea ei enää opetella vain paperin ja kynän kanssa pyörittelemällä, vaan eri teknologian muodot tulevat osaksi useita kouluaineita.

Esimerkiksi 3D-tulostaminen on yksi meidän aihettamme hyvin sivuava jo nyt koulumaailmassa kokeilussa oleva uuden teknologian muoto, jonka tarkoitus on uudella tavalla edistää oppimista. Tällaiset uudet opetuksen ratkaisut kuten meidänkin painetun elektroniikan opetuspakettimme tuoreina teknologioina tarjoavat muun muassa joustavia tehtävien ratkaisumahdollisuuksia, jolloin oppilaalla on myös enemmän valinnanvapautta erilaisten projektien suhteen. Oppilaat oppivat uudella tavalla ja motivoituvat kun saavat itse suunnitella ja soveltaa oppimaansa käytäntöön.

Perusopetuksen opetussuunnitelma eli ala- ja yläkoulujen opetus päivittyy ja kokee siis juuri nyt muutoksia. Esimerkiksi syksyllä 2016 päivittyneessä opetussuunnitelmassa myös koodaustaidot eli ohjelmoinnin opettelu mainitaan osana osaamistavoitteita. Tietokoneet tulevat entistä lähemmäs osaksi opetusta ja tämä vaatii myös opetushenkilökunnalta uusia taitoja, opettajienkin tulee hallita tietyt perusteet joita opettaa. Tämä pätisi myös meidän suunnittelemamme elektroniikan opetuksen uudistamisen tapauksessa. Opetushenkilökunnalta vaadittaisiin myös jonkin verran paneutumista ja ymmärrystä elektroniikkaan ja virtapiirien toimintaan, kun teknologiamme tarjoamat mahdollisuudet luoda omaa ovat paljon monimuotoisemmat kuin nykyisillä tavallisilla elektroniikan opetussarjoilla. Oppilaat tarvitsevat ohjeistusta. Samalla me juuri pyrimme helpottamaan opettajien työtä opetuksen suunnittelussa tarjoamalla myös valmiita piirialustoja ja tukea opetukseen. Tämä kaikki kuitenkin siis sopisi nykyiseen opetuksen kehityksen kokemaan trendiin.

Opetushallituksen ylläpitämällä EDU.fi-verkkosivulla kerrotaan lisää 3D-tulostamisesta osana opetusta ja sen tässäkin listatuista myönteisistä puolista. Ohjelmoinnista osana perusopetusta on mainittu jo ainakin Opetushallituksen 2014 perusopetuksen opetussuunnitelman perusteissa, jotka Opetushallitus tuolloin hyväksyi, ja tämä alkaa varmasti pikkuhiljaa tuoreimman opetussuunnitelman myötä näkyä käytännössä. Meidän ideoimallamme elektroniikan opetuksen ratkaisulla on mielestämme hyvät mahdollisuudet olla osa tätä jatkumoa, jossa teknologia tuodaan yhä paremmin osaksi lasten ja nuorten koulukasvatusta.

4. Esitys

Tänään 31.3. esittelimme projektimme protoilun nykyisen tilan muille kurssin ryhmille. Kerroimme mitä kaikkea peruskouluille suunnattu painetun elektroniikan opetuspakettimme oikein tulisi pitämään sisällään sekä mitä olemme nyt saaneet aikaan ja miten.

Tässä ohessa videoitu esitykseemme:

Saimme palautetta ja mietteitä kuuntelijoilta esityksen jälkeisessä keskustelussa, kuten että kouluille tarjoamamme palvelu voisi hyvinkin olla mahdollinen vaihtoehto parantamaan tai korvaamaan nykyisiä elektroniikan opettelun käytäntöjä, ja siitä olisi kouluille edulliseksi vaihtoehdoksi. Itse tulostin ja ohjelmisto ei tulisi olla koululle iso alkuinvestointi ja musteet ja tulostuskalvot voitaisiin suuremmissa erissä toimittajalta tilattuna myydä edullisesti. Meillä on myös lisäksi mielenkiintoa pohtia kustannuksia vielä hieman tarkemmin ja saada jatkossa selvyys miten vertaudumme koulujen nykyiseen käytäntöön vastaavasta opetuksesta hinnan perusteella.

Fokusoitumistamme peruskouluihin pidettiin hyvänä asiana, mutta parannettavana esityksessä olisi varmasti jatkoa ajatellen tuoda esille vielä selkeästi miksi juuri peruskoulut. Mitä voimme tarjota opetukseen ja miksi olemme kiinnostuneet juuri tästä? Meiltä kysyttiin myös, että onko vastaavaa ohjelmaa olemassa, koska tällaisen voisi kuvitella olevan jo markkinoilla. Tähän olemme ottaneet kantaa aiemminkin, eikä mitään vastaavaa ohjelmistoa kyllä ole vielä tarjolla laajalle yleisölle tai varsinkaan peruskoulun oppilaille soveltuvana, koska painettu elektroniikka ei ole alanaan vielä kovin laajalle levinnyt. Sen suunnittelu tapahtuukin todellisissa työ- ja tutkimusympäristöissä esimerkiksi hieman korkeamman ammattitaidon vaativilla CAD-sunnitteluohjelmistoilla tai piirto-ohjelmilla, jotka eivät tarjoa aloittelijalle tukea elektroniikkaan liittyen tai myöskään helppokäyttöisyyttä.

Tulostusmateriaalien testailua

Keskiviikkona 29.3. toteutimme tulostuskalvo/-paperi kokeen, jonka tarkoituksena oli selvittää mitkä materiaalit meidän tapauksessamme soveltuvat tavallisen mustesuihkutulostimen kanssa painetussa elektroniikassa käytettäviksi. Meille olikin jo ehtinyt kertyä testailtavaksi muutamaa erilaista materiaalia: AgIC-kalvo, AgIC-paperi, tulostimen oma valokuvapaperi, VTT:n käyttämä valokuvapaperi ja VTT:n meille lahjoittama kalvo.

Painetun elektroniikan tarvikkeiden toimittajalta AgIC:lta olimme tilanneet heidän musteilleen soveltuvaa kalvoa ja ne olivat juuri vähän aika sitten saapuneet Japanista. Lisäksi AgIC:n valokuvapaperimaista elektroniikkapaperia meillä oli jonkin verran entuudestaan, sillä niitä oli saapunut aikanaan itse musteiden kanssa. VTT-vierailullamme saimme heidän elektroniikan painannan testailuissaan käyttämäänsä valokuvapaperia myös käytettäväksi sekä meillä oli myös Epson-tulostimemme omaa valokuvapaperia. Lisäksi olimme vieläpä saaneet VTT:ltä testailtavaksi kalvon, joka kestäisi 150 ℃ lämmitystä, ja pienen näytekappaleen erilaista kalvoa, joka kestäisi yhä kovemaa lämpöä. Tämä pieni näytekappale oli kuitenkin sen verran pieni ja vaikeasti tulostettava, että sen jätimme kokeesta pois.

AgIC-kalvo: Tulostimme ensin testijohteen omasta sovelluksestamme selaimen kautta ja vertailtavan johteen Inkscape-ohjelmalla. Ensimmäinen tulostus tuotti kamalaa jälkeä molemmilla ohjelmilla. Silmin oli havaittavissa, että tulostusjälki on katkonainen, ja ei ollutkaan yllätys, kun yleismittarilla mitattaessa johde ei johtanut. Tulostimme toistamiseen ja tässä vaiheessa huomasimme vaihtaa valokuvapaperitulostusasetukset käyttöön. Tulostin tekikin tällä kertaa paljon tarkempaa työtä ja jälki oli hyvää, lisäksi se johti oikein mallikkaasti. Oman sovelluksemme osalta tulostus vaati nyt, että tallensimme tuotetun kuvan välissä pdf-muodossa, jotta saimme valokuvapaperitulostusasetukset käyttöön. Molemmilla ohjelmilla tuotettu jälki oli kuitenkin yhtä hyvää ja johtavuudet vertailtavissa. Johteiden resistansseista voidaan mainita, että Inkscapella mitoitettu 6 mm johteen vastus oli 3,5 Ω, 4 mm oli 4,5 Ω ja 2 mm 8,5 Ω. Omassa sovelluksessamme noin vastaavan kokoiset johteet, joille ei kuitenkaan ainakaan tällä hetkellä tarkkaa millimetreissä ilmoitettavaa kokoa voi antaa, tuottivat vastaavat järkevät tulokset.

VTT-kalvo: Lämpöä kestävä kalvomme VTT:ltä oli seuraavana vuorossa. Lämmitys mahdollistaisi johtavuuden aikaansaamisen lämmityksen avulla, jos ennen tätä ei johtavuutta saavutettaisi. Tulostimme nyt edellisestä kokeesta viisaampina toimivilla asetuksillamme, mutta ikävä kyllä havaitsimme että muste ei tällä kalvolla lähtenyt kunnolla leviämään ja jälki oli pisaramainen. Vastaavaa olimme aikaisemmin havainneet tavallisella piirtoheitinkalvolla. Muste ei myöskään kuivunut hyvin tällä materiaalilla ja johtavuus jäikin testaamatta, mutta silmin jo nähtiin että jälki ei ole vaaditulla tasolla.

Valokuvapaperit: Valokuvapaperia meillä oli kolmea mallia testissä mukana. Aloitimme AgIC-paperilla ja jälki olikin loistavaa, vastaavaa kuin kalvolle saatiin aikaan. Johtavuus havaittiin heti. Vieläpä resistanssit olivat melko vastaavat, kuitenkin nyt noin ohmin tai kaksi suuremmat. Hyvä oli havaita että painetun elektroniikan alan yrityksenä AgIC todella saa musteensa ja materiaalinsa yhteensopivaksi ilman sen kummempia kikkailuja, johtavuus havaitaan välittömästi. Testailimme vielä Epson- ja VTT-papereille tulostusta. Jälki oli taas hyvää, mutta nyt johtavuutta ei enää havaittu kummankaan materiaaln kohdalla. Lisäksi näytti että tulostusjälki alkaisi ehkä hieman hapettua, koska tässä oli nähtävissä punertavuutta kun muste alkoi kuivua. Huomioitavaa oli vielä, että koska nämä valokuvapaperit olivat pienempikokoisia kuin A4, niin sovelluksemme skaalaukset poikkesivat hieman edellisistä. Tätä voisi tarkastella lisää kehityksen puolella.

tulostus

Testattavia tulostuksia valokuvapaperilla.

Printtitestailujen jälkeen lähdimme johtamattomien paperiemme kanssa vielä käymään Aallon Nanotalolla, jossa olemmekin jo ehtineet pari kertaa aiemminkin vierailla. Tapasimme Alpi Rimpin New Energy Technologies -ryhmästä, jonka kanssa pääsimme lämmittelemään tulostusnäytteitämme lämpölevyllä. Kokeilimme kahta eri lämpötilaa: 80 ℃ ja 100 ℃. Olimme aiemmin VTT:llä kuulleet, että noin 100 ℃ olisi lämpötila, jossa musteen metallinanopartikkelit pääsisivät todella yhdistymään yhtenäiseksi johteeksi.

Lämmitys VTT-paperille: Lämmitimme näytteitämme samaan aikaan kahdessa eri lämpötilassa 10 minuutin ajan. Kokeilimme jälleen ylseimittarilla johtavuutta ja 10 minuuttia havaittiin hyvinkin sopivaksi ajaksi lämmitykselle. Molemmissa lämpötiloissa lämmitetyt kalvot johtivat ja oman sovelluksemme ja Inkscapella aikaan saadun johteen havaittiin olevan jälleen yhtenevät. Resistanssit olivat hyvin samaa luokkaa kuin AgIC-kalvolle oltiin aiemmin saatu mitattua.

Lämmitys Epson-paperille: Nyt lämmitimme ensin 5 minuuttia, koska halusimme tietää voiko lämmitysaikaa yhä lyhentää. 5 minuutin jälkeen johde ei kuitenkaan johtanut, joten odotimme vielä aikaan 10 minuuttia. Epson-paperin tapauksessa tämä ei kuitenkaan juuri auttanut, johtavuutta havaittiin nyt, mutta resistanssi oli jopa noin 30 MΩ. Tämä ei siis päässyt lähellekään edellisten materiaalien tasoa.

lämmitys

Tulostusnäytteen lämmitystä lämpölevyllä.

Tulostusmateriaalikokeen jälkeen voidaan todeta, että varsinkin AgIC:n omat materiaalit soveltuvat tarkoituksiimme hyvin. Ne ovat kuitenkin melko hintavia ja ne tulee tilata ulkomailta asti. Liiketoimintamme mukaan tarvitsisimme heiltä joka tapauksessa musteet ja materiaaleja voitaisiin varmastikin tilata suuria määriä kerralla hieman halvemmalla kuin yksittäisinä pikkutilauksina, joille kertyy nopeasti hintaa. Etuna on myös, että tulostettaessa saadaan heti valmis virtapiiri aikaan. Hyväksi vaihtoehdoksi nousi kuitenkin myös tavallisempi valokuvapaperi, jota saimme VTT:ltä. Tämä vaatisi lämmitystä, mutta huomasimme, että niinkin lyhyt aika kuin 10 minuuttia on riittävä. Lopulta materiaalin valinta on vaihtokauppaa halvemman hinnan ja ajan kanssa. Seuraavaksi haluaisimme vielä tarkentaa miten VTT:ltä saamaamme paperia voisi kuka vain saada käyttöön ja löytyykö vastaava tavallisesta kaupasta.

3. Esitys

Viime perjantaina pidimme ryhmämme kolmannen esityksen projektimme tilasta ja esittelimme ideaamme painetun elektroniikan suunnitteluun tarkoitetusta verkkosovelluksesta. Tämä idea, jonka kehittämisestä tuli projektimme nykyinen suunta, on sen verran tuore, että emme olleet aiemmissa esityksissä vielä ehtineet tuoda sitä muille ryhmille esille.

Esitys sujui hyvin ja saimme meille annetussa ajassa eli seitsemässä minuutissa käytyä mielestämme tärkeimmät projektimme kuulumiset läpi. Esittelimme verkkosovelluksen idean ja näytimme tuotteen suunnitelmakuvan, joka kuvaa vielä raakaversiota ideastamme. Kävimme myös nopeasti läpi projekissa tiedostamamme haasteet, joista merkittävimpinä voidaan mainita teknisen toteutuksen mahdolliset vaikeudet sekä liiketoimintasuunnitelman rakentaminen. Liiketoimintasuunnitelmaamme emme ole vielä kovin tarkkaan ehtineet työstää, ideoita on kuitenkin jo esimerkiksi se että sovellus halutaan helposti saataville siten että sitä käytetään selaimesta, ja tuotto saadaan mahdollisesti kiinteästä kertamaksusta tai jatkuvasta tilauksesta. Jos asiakas on yksityisen henkilön sijaan vaikkapa koulu, niin tuottavuus pitää vielä miettiä tässäkin tapauksessa. Tekninen toteutus meillä taas on vielä kovinkin alussa ja perjantain esitykseen mennessä ei vielä oltu ehditty sitä käytännössä aloittaa.

Esityksen jälkeen kuulimme, että verkkosovelluksen suunnittelu juuri peruskoulukäyttöön voisi olla meille hyvä rajaus työlle. Tällöin jättäisimme suunnitelmistamme elektroniikkaharrastelijat pois, joiden tarpeita olimme ajatelleet myös ottaa huomioon suunnittelutyökaluamme työstettässä. Saimme myös yleisöltä kiinnostuneita kysymyksiä siitä onko ideamme ainutlaatuinen ja missä vaiheessa sovelluksen varsinaisen toteutuksen kanssa olemme. Idean ainutlaatuisuudesta voidaan mainita, että ryhmämme ei ole samaan tarpeeseen vastaavaa tuotetta löytänyt, jonka kuka vain yksityishenkilö saisi helposti käyttöönsä. Tarkempaa palautetta saimme lisäksi vielä toiselta kurssin ryhmältä. He olisivat toivoneet esitykseen ihan konkreettista tilannekuvaa alasta. Mitä tekniikkamme tarjoaa tavalliseen piirisuunnitteluun verrattuna? Tähän vastaten ideamme on varsinkin yksinkertaistaa, nopeuttaa ja helpottaa suunnitteluprosessia siten, että painettu elektroniikka tekniikkana tuo elektroniikan yleensäkin laajemmalle yleisölle helposti lähestyttäväksi ja käytettäväksi. Alalla on selvä kasvupotentiaali sen jatkuvasti kehittyessä varsinkin yhdessä eri nanomateriaalien kehityksen kanssa, joita hyödynnetään johtavissa musteissa. Toinen palautteen tärkeä pointti oli toivomus kuulla tarkemmin sovelluksen teknisen toteutuksen tämänhetkisestä tilasta (ja ryhmän toive oli myös saada tuotteemme yleensäkin sellaiseen tilaan, että sillä saisi suoraa palautetta loppukäyttäjältä). Perjantaina kerrottavaa teknisestä toteutuksestamme ei kuitenkaan vielä oikein ollut, mutta nyt sovelluksellemme on kuitenkin luotu oma Aallon GitLab-projekti, ja toteutusta on aloiteltu Pasin toimesta.

Seuraavaksi tulemme ryhmämme kesken paneutumaan tarkemmin projektimme BMC-liiketoimintasuunnitelmaan ja varsinkin ansaintamalleihin, jotka meidän tulee vielä tämän viikon aikana visualisoida. Viikolle on myös pari asiantuntijatapaamista sovittuna, jolloin pääsemme juttelemaan aiheestamme alaa tuntevien kanssa.

Päätöksiä

Perjantaina kävimme ryhmille yhteisellä luennolla asiakaskuntia läpi. Pohdimme vielä tässä yhteydessä ryhmämme lopullista tuotefokusta, jonka valitsemisen deadlineksi olimme yhteisesti juuri tämän perjantain päättäneet. Valikoimme varsinkin tulostettujen lämpöelementtien ja tulostuksen opetuskäyttömahdollisuuden välillä.

Päädyimme lopulta valitsemaan painetun elektroniikan valjastamisen opetuskäyttöön hyöynnettäväksi meille sopivaksi aiheeksi, johon voimme nyt täysillä panostaa asiakaskuntaa ja liiketoimintamallia mietittäessä. Tässä aiheessa ryhmäämme kiinnosti varsinkin mahdollisuus päästä hyödyntämään projektissa myös jollain muotoa ohjelmointitaitoja, ja tarkoituksena oliskin saada aikaan prototyyppi tai demo jonkinlaisesta yksinkertaisesta virtapiirien suunnittelutyökalusta, joka olisi tarpeeksi selkeä varsinkin peruskouluikäisten oppimisen tueksi, tai miksei myös harrastelijalle omiin projekteihin sovellettavaksi.

Kävimme myös jälleen Energy Garagella käyttämässä ryhmämme käytössä olevaa tulostinta, ja tällä kertaa tulostimme nanopartikkelimustetta myös musteen toimittaneen yrityksen, AgIC:n, omalle kalvomateriaalille. Lähdimme testaamaan tätä sekä aikaisempia tulosteitamme Aallon kampuksen Nanotalolle ohjaajamme Janne Halmen työryhmän labraan.

Testasimme sekä omien tulostustemme aikaansaamaa jälkeä kalvolle, että mustevalmistajan valmiita mallikappaletulosteita. Silmämääräisen vertailun lisäksi vertasimme varsinkin näiden paksuutta, olisiko oma tulosteemme jostain syystä riittämättömän ohut tai katkeileva, mikä selittäisi johtamattomuuden. Mittauslaitteen avulla saimme mitattua johteen paksuutta jopa nanometrien suuruusluokassa, ja omalle tulosteellemme saimme paksuuden noin 440-540 nm haarukassa. Mallikappaleelle luotettavin mittaus osoitti johteen paksuudeksi noin 480 nm eli mukavasti oman tulosteemme suuruusluokkaan.

429904198_132434

Mittalaite tulostetun johteen paksuuden mittaamiseen. Herkkä neula seuraa pinnanmuotoja ja mittaa kuinka koholla tuloste on.

Itse tulostusjälki oli mallikappaleessa kyllä siistimpää, kun tarkempi tarkastelu johteisiin lähentämällä osoitti meidän tulosteemme olevan hieman epäsäännöllisempää, mutta kuitenkin tarpeeksi yhtenäistä, että virranjohtumiselle ei tulisi olla esteitä.

AgIC reuna

AgIC:n valmistaman mallikappaletulosteen reunaa.

Oma A1 reuna

Oma tulosteemme, joka on tulostettu kuluttajatason mustesuihkutulostimella.

 

Lopulta uusi virranjohtavuusmittaus osoittikin, että itse tulostamamme johde saatiin vihdoin johtamaan sähköä, kun tulostus oli tehty mustevalmistajan omalle kalvolle. Vastuskin oli järkevän suuruinen noin 20-50 ohmin välillä ja vastaava mallikappaleen valmiisiin johtimiin.

Seuraavaksi ryhmämme valmistautuu ensi viikolla järjestettävään kolmanteen esitykseen projektin tilasta. Tätä ajatellen tulemme myös keräämään palautetta mahdollisilta tulevilta asiakaskunniltamme ideoistamme ja hyödynnämme näitä tuloksia kolmannessa esityksessämme.

Tuoteideat – miten kaupallistua

Ryhmämme on projektin aikana heitellyt ilmoille useita tuoteideoita, joihin painettua elektroniikkaa voisi hyödyntää. Idean tulisi kuitenkin olla sellainen että saisimme itse sitä demottua, ja projektikurssin luonteen mukaisesti mahdollistaisi meidän tutkia ja arvioida idean liiketoimintapotentiaalia, asiakaskuntaa sekä ansaintamallia. Ideoitamme ovat tähän mennessä olleet:

  • Taitto-/kosketussensori – tälle idealle voitaisiin kehittää useita sovelluskohteita puetun elektroniikan saralta. Sensorin saisi helposti ja mukavasti osaksi vaatetta, jossa toiminnalisuus voisi olla esimerkiksi liikkumisen mittaaminen tai kosketusnäppäimet takin hihassa.
  • Istuimen-/kädenlämmitin – tulostettu lämpöelementti olisi taipuisa ja kestävä tuote, jota voitaisiin kaupata esimerkiksi talvirukkaseen sujautettavaksi lämmittämään käsiä kovilla pakkasilla. Tai sitten ohuen ja taipuisan lämpövastuksen voisi liittää istuinalustaan, jolloin ulkona voisi hieman viileälläkin säällä viihtyä istuskelemassa.
  • Työkalu opetukseen/protoiluun – painettu elektroniikka voisi yksinkertaisuutensa ja helpon toteutuksen ansiosta soveltua esimerkiksi peruskouluihin opetuksen tueksi. Virtapiirien toimintaa olisi helppo esitellä ja demota lapsille, jotka voisivat myös vaikka teknisen työn tunneilla liittää tällaista elektroniikkaa omiin töihinsä. Helppokäyttöinen ohjelma tulostettavien piirien suunnitteluun voisi olla hyvä apu myös omatoimisille harrastajille, jos se on helposti saatavilla kaikille.
  • Elektroniikkaa vaatteessa – vielä jo mainittujen sensorien lisäksi vaatteessa voisi olla lisäksi esimerkiksi LED-valoja. Nämä voisivat olla pimeään vuodenaikaan sopivia esimerkiksi turvaliiviin henkilön, tai miksei vaikka lemmikin, näkyvyyden parantamiseksi.

Inkslayerin perintö

Viime kertaisen ryhmille yhteisen perjantaisession jälkeen toivottiin ryhmien olevan yhteydessä myös ryhmänsä ulkopuolisiin tiedonlähteisiin, kukin aiheensa tiimoilta. Meidän ryhmällemme suositeltiin esimerkiksi kontaktoitavaksi viime syksynä kurssin suorittanutta Inkslayer-ryhmää, jonka jäsenet olivat jo työskennelleet läheisesti aiheeseemme liittyvän ongelman parissa. He olivat saaneet kasattua tavallisesta kuluttajatason tulostimesta sähköä johtavaa hopeananopartikkelimustetta mustesuihkutulostavan tuotteen.

Olimme yhteydessä Inkslayerin jäseniin, joilta parilta saimme lopulta mietteitä ja neuvoja projektin tekoon. Heidän tarjoamistaan ajatuksista sekä heidän oman projektinsa dokumentaatiosta saimme vinkkejä pohdittavaksi oman tekemisemme kehittämiseen. Myös heidän ryhmänsä oli hieman ehtinyt ideoida mihin tulostinta käyttää, vaikka he eivät käytännössä tähän asti oman projektinsa puitteissa ehtineetkään. Jo tulostimen toimimaan saattamisen parissa työskentely oli osoittautunut vaativaksi. Käyttöideat olivat kuitenkin lähellä omiamme: vaikka tekniikkaa voisi hyödyntää esimerkiksi aurinkokennoihin tai monenlaisiin materiaalipinnotteisiin, painettu elektroniikka valittiin kuitenkin selkeimmäksi tulostimen hyödyntämisen kohteeksi. Painetussa elektroniikassa taas viehätti mahdollisuus erilaisten komponenttien tulostamiseen, ja Inkslayer lähti tutkimaan miten kaupata tulostintekniikkaa elektroniikan tee-se-itse-harrastelijoille tai vaikka opetuskäyttöön.

Meidän ryhmämme on myös ehtinyt rajata mahdollisen asiakaskunnan hyvin samankaltaiseksi. Juuri näitä ihmisiä edullinen sähköpiirien rakentelu voisi kiinnostaa hyvinkin kotikutoisella laitteistolla. Aikaisempi ryhmä oli kuitenkin jo tutkinut omassa työssään itse tulostintekniikan eli laitteiston mahdollisuuksia näillä markkinoilla, kun me taas haluaisimme saada aikaiseksi prototyypin jostain konkreettisesta tulostetusta tuotteesta ja lähteä sitä kautta esittelemään painetun elektroniikan potentiaalia. Suurta mielenkiintoa omassa ryhmässämme on ainakin herättänyt idea mahdollisesti vaatteeseen liitettävästä taivutussensorista, joka voisi määrittää liikettä, ja tästä kerääntyvää dataa voitaisiin myös ohjelmointitaitoja hyväksikäyttäen hyödyntää vaikkapa laskemaan käyttäjän askelia.

Vinkkinä tulevaa ajatellen Inkslayeriltä kehotettiin meitä tekemään mahdollisimman aikaisessa vaiheessa kontaktointia yrityksiin, mahdollisiin asiakaskuntiin tai mihin vain asiantuntijalähteeseen, sekä kartoittaa tarvittavat materiaalit ja tehdä mahdollisesti näiden tilaukset. Paljon olisi odotettavasti viivästyksiä näihin liittyen. Eli kurssin aktiivisten tuntien ja tehtävien ulkopuoliset askareet nopeasti hoitamalla ja viikoittaisiin tehtäviin kunnolla panostamalla saisi ryhmä työstään lopulta paljon irti.

Perehtymistä & ideointia

Viime viikolla pääsimme alkuun projektimme kanssa tutustumalla projektikurssimme käytäntöihin ja aloittamalla omaan aiheeseemme tutustumisen.

Tällä viikolla paneuduimme vielä perusteellisemmin painettuun elektroniikkaan omana alanaan katsomalla ohjaajamme meille tutustumismateriaalina suosittelemia videoita. Tämä tarjosi konkreettisen näkymän siihen mitä alalla tapahtuu ja miten erilaiset tekniikan alan yritykset jo tänä päivänä soveltavat painettua elektroniikkaa omissa tuotteissaan, tai miten tekniikasta kiinnostuneet muuten testailevat sen käyttöä omissa projekteissaan.

Kokoonnuimme ryhmämme kesken keskiviikkona suunnittelemaan oman projektimme toteutusta ja ideoimaan videoiden inspiroimana miten itse soveltaisimme painettua elektroniikkaa tekniikkana. Pääsimme myös ohjaajamme kanssa kokeilemaan tulostinta, joka on annettu projektimme käyttöön. Tulostin on ladattu hopeananopartikkelimusteella ja se pystyy mustesuihkutulostuksella luomaan elektroniikkaa erilaisille substraateille, kuten tavalliselle tulostuspaperille tai muovikalvolle. Tulostimme jo ensimmäisenä koevedoksena yksinkertaisen virtapiirin, johon paperia taittamalla saadaan aikaan katkaisija, ja jonka avulla pystyttäisiin paristoa käyttäen esimerkiksi sytyttämään LED-valo. Tämän virtapiirin varsinainen virranjohtavuuden testaaminen jäi kuitenkin ensi kertaan, koska tarvittava paristo vielä kokeilusta puuttui, mutta saimme ainakin todettua tulostimen toimivuuden. Tulostettavan piirin piirtämiseen käytettävää ohjelmistoa aiomme vielä miettiä. Tavoitteena olisikin helposti suunnitella oikeassa mittakaavassa toteutettava tulostus, joka on samalla mahdollisimman tarkka mahdollistaen tehokkaan virran kulun piirissä.

Perjantaina projektin kanssa työskentely jatkui, kun konseptin ideointia vietiin eteenpäin ja pohdittiin myös yrittäjähenkisyyttä. Tällä hetkellä aiheellemme mahdollisiksi asiakkaiksi ja loppukäyttäjiksi olemme profiloineet varsinkin painetun elektroniikan helppokäyttöisyydestä kiinnostuneet elektroniikkaharrastelijat ja erilaiset tutkimusryhmät. Lisäksi teollisuus ja yritykset voivat kiinnostua monipuolisen tekniikan hyödyntämisestä tuotteissaan ja lopulta saattavat sen loppukäyttäjälle, tavalliselle kuluttajalle. Nyt ryhmämme on tarkoitus ideoida onko projektimme lopputuote painettua elektroniikkaa hyödyntävä komponentti, hyödyke, vai itse valmistusmetodi tai jokin siihen liittyvä palvelu. Tässä vaiheessa kysymys on vielä avoin ja pohdimme kaikkia mahdollisuuksia, mutta projektin edetessä tarkoituksenamme on lopulta keskittyä näistä vaihtoehdoista meille mielenkiintoisimpaan ja toteuttamiskelpoisimpaan. Lisäksi tulemme arvioimaan lopputuotteelle mahdollista kysyntää. Tämä kaikki pohdinta kuvaa myös projektimme suhdetta yrittäjyyteen. Yrittäjyys vaatii tietynlaista riskinottoa ja kykyä ideoida ja tarvittaessa uudistua ideoidensa kanssa. Projektin parissa työskentely uuden äärellä tarjoaa meille mahdollisuuden testata omia kykyjämme saada ehkä jotain merkityksellistä aikaan omia taitojamme hyödyntäen ja työskennellä epätietoisuuden kanssa ottaen myös riskejä, kuitenkin todellisesta yrittäjyydestä poiketen ilman pelkoa tappioista.

Seuraavaksi aiomme ottaa yhteyttä alan asiantuntijoihin ja kartoittaa projektin aihealueeseen liittyviä ongelmia joita voisimme ratkaista, sekä saada uusia tuoreita mielipiteitä.