مجتمع فني و مهندسي
دانشکده مهندسي نساجي
پايان نامه
جهت دريافت درجه کارشناسي ارشد
مهندسي نساجي – تکنولوژي نساجي
اثر گيج پارچه حلقوي پودي بر سيگنال تنفسي لباس هوشمند
استاد راهنما: دکتر اسفنديار اختياري
استاد مشاور: دکتر فريدون دانشگران
پژوهش و نگارش: مهران دادگر
ارديبهشت ماه 1387
Yazd University
Faculty of Engineering
Department of Textile
Thesis submitted
For the degree of M.Sc.
Title:
Effect of knitting fabric gauge
on respiration outlet signal of smart cloth
Supervisor: Dr.E.Ekhtyari
Advisor:Dr. Fereydoun Daneshgaran
By: Mehran Dadgar
April 2008
چکيده
در پروسه توليد منسوجات هوشمند همواره نوع سنسور، نحوه قرارگيري سنسور، مکانيزم ارتباطي بين سنسورها و لباس و سيستم پردازش گر مورد بررسي و بحث بوده است. اما آنچه کمتر به آن پرداخته شده است ارتباط بين سيگنال خروجي و نوع پارچه بکاربرده شده است.
در اين تحقيق سه نوع پارچه حلقوي پودي که از جهت گيج با همديگر متفاوت هستند براي بررسي انتخاب شده اند، پس از تهيه لباس مناسب و جايگذاري و نصب سنسور مربوطه در داخل آن، تست هاي مربوطه بر روي سيگنال خروجي انجام شده است.
نتايج نشانگر آنست که سيگنال بدست آمده در شرايط يکسان از دامنه بالاتري در گيج هاي بالاتر برخوردار است. و آزمون فرض انجام شده نشانگر اين نکته است.
فهرست
عنوان شماره صفحه
مقدمه1
فصل اول
1- منسوجات هوشمند و بررسي تحقيقات انجام شده3
1-1- منسوجات هوشمند و علائم حياتي بدن انسان4
1-1-1- معرفي منسوجات هوشمند4
1-1-1-1- منسوجات قابل پوشش (منــــــسوجات هوشمند قابل پوشش)5
1-1-1-2- منسوجات صنعتي غير قابل پوشش (منسوجات هوشمند غير قابل پوشش )6
1-1-2- علائم سلامتي بدن6
1-1-2-1- ضربان قلب در واحد زمان6
1-1-2-2- تعداد تنفس در واحد زمان6
1-1-2-3- دماي بدن در زمانهاي مختلف6
1-2- معرفي انواع سنسورها7
1-2-1-سنسورهاي بر پايه الکترواکتيو پليمر12
1-2-1-1- سنسورهاي پيزورزيستيو که پايه پليمر هاي فعال دارند12
1-2-1-2- سنسورهاي پيزو الکتريک که پايه پليمر هاي فعال دارند 12
1-2-1-3- سنسورهاي بيو مديکال13
1-2-2- فعال کننده ها14
1-2-3- سنسورهاي بر مبناي اجزاي الکترونيکي15
1-2-4- منابع جريان15
1 -2-4-1-سل هاي الکتروشيميايي19
1-2-4-2-پيزو الکتريک هاي مولد19
1-2-4-3- الاستومرهاي دي الکتريک20
1-2-4-4- مولد هاي جنبشي20
1-2-4-5- مولد هاي ترموالکتريک21
1-2-4-6- مولد هاي پيروالکتروليک21
1-2-4-7- مولد هاي فتوالکتريک21
1-2-4-8- سوپر خازنها22
1-2-5- مواد سيمي الکتريکي22
1-3- طراحي بافت براي منسوج هوشمند قابل پوشش26
1-3-1- متغيرهاي طراحي27
1-3-2- متغيرهاي ارزشي28
1-3-3- متغيرهاي اجرايي28
1-4- دستاوردها در منسوجات هوشمند30
1-4-1- خلاصه اي از جديدترين دستاوردها در منسوجات هوشمند30
فصل دوم
طراحي و ساخت منسوج هوشمند قابل پوشش
2-1- مقدمه 37
2-2- ساخت منســـــــــوج هوشمند40
2-2-1- طراحي و ساخت لباس40
2-3- اندازهگيري کرنش41
2-4- سنسور استرينگيج41
2-4-1- جنس استرينگيجها42
2-4-2- مقاومت الکتريکي استرينگيجها44
2-4-3- مشخصات استرينگيج (پيزورزيستيو) استفاده شده45
2-4-4- نصب سنسور45
2-5- اندازهگيري تغييرات جزئي مقاومت46
2-5-1- پل وتسون46
2-5-2- متعادلکردن مدار47
2-6- فيلترها48
2-7- تقويت کننده48
2-7-1- مفهوم تقويت و تقويت کننده در الکترونيک48
2-7-1-1- چگونگي تقويت در ترانزيستور49
2-7-1-2 پارامترهاي تقويت کننده50
2-7-2- تقويت کننده هاي عملياتي51
2-7-3- گين يا بهره52
2-7-4- تقويت کنندههاي ابزاري54
2-8- مبدل آنالوگ به ديجيتال57
2-8-1- ويژگيهاي مبدلهاي A/D. 61
2-8-1-1- نوع خروجي61
2-8-1-2- قابليت تفکيک61
2-8-1-3- دقت61
2-8-1-4- زمان تبديل 62
2-9- کاليبراسيون سيستم تشخيص تنفس 63
فصل سوم
3- نرمافزار مورد استفاده جهت پردازش داده هاي تنفسي64
3-1- مقدمه65
3-2- پورت سريال65
3-3- ديتاگيري و نمايش سيگنال در حوزه زمان65
3-3-1- سرعت ديتاگيري 65
3-3-2- تعداد ديتاها در سيکل 66
3-4- مراحل اجراي برنامه66
3-5- فلوچارت67
3-6- توابع 67
3-6-1- پنجره کاربر نرمافزار 68
3-6-2- توابع کلاس view68
3-6-3- تابع file creation69
3-6-4- تابع timer69
3-6-5- تابع start stop69
فصل چهارم
4- آزمايشات71
4-1- مقدمه72
4-2- بدست آوردن سيگنال تنفس 72
4-3- آزمايشات72
فصل پنجم
5- بحث و نتيجهگيري75
5-1- بحث و نتيجهگيري 76
5-1-1- تاثير گيج بر دامنه سيگنال77
5-1-2- تاثير گيج بر پيک منحني78
5-1-3- ارتباط گيج و جنس سنسور78
5-2-تحليل نتايج 78
5-3-نتيجه گيري کلي80
5-4- پيشنهاد براي تحقيقات بعدي80
6- ضمايم82
6-1- برنامه نوشته شده به زبان ويژوال C 82
6-2- داده هاي مربوط به سيگنال هاي گرفته شده از سه نوع پارچه85
7- منابع و مراجع121
مقدمه
انسان از ابتداي خلقت تا کنون، تنوع پوشش خود را از برگ درخت تا منسوجات هوشمند امروزي، اختيار نموده است. در گذر زمان با فهم و کشف تکنولوژي هاي جديد و نيز شناسايي مواد خام موجود در طبيعت، توانسته است تا با بکار گيري دانش و امکانات موجود همواره رفاه بيشتر خود را فراهم سازد شايد روزگاري بافت منسوجي از جنس پنبه که بسيار لطيف باشد و بتواند به عنوان پوشش براي ادمي بکار رود، چندان قابل تصور نمي نمود و شايد افکار زمانهاي قديم برگ درختان را به عنوان پوشش خود به طور دائم متصور مي شدند، يا شايد اگر ايده توليد و دست يابي به منسوج جديد، نيز به ذهن مي رسيد، باز اين سئوال که حال چگونه ميتوان براي مصرف کنندگان بسيار زياد روي کره زمين اين محصول را توليد کرد، تعللي در اوج گرفتن ايده هاي جديد ايجاد مي نمود.
بشر در طول زمانهاي گذشته همواره با اعجاز تجربه، بر ناباوري خود بر مسائل فايق آمده و همچنان در رشته هاي مختلف علمي و در سطوح مختلف، انقلابهاي علمي ، دست باور را بر سبد دانشهاي تحقق نيافته زده است. در حوزه نساجي ديري نگذشته است که الياف نوري، الياف ميکرو، الياف نانو ، …و به تازگي منسوجات هوشمند، حوزه هاي جديد کاري را براي محققين باز نمودهاند. بديهي است اگرچه در بررسي هر کدام از اين تکنولوژيها و کسب محصولات ناشي از هر کدام، همواره سئوالاتي چون آيا ميتوان تعداد کثير مصرف کنندگان را با اين مصنوع جديد تامين نمود؟(همانگونه که انسانهاي اوليه نيز به سختي مي توانستند متصور شوند که روزي با احداث کارخانجات بافندگي بسيار زياد، آدميان را بتوان از پوشش برگ رهايي بخشيد).
پس از اختراع ماشين بافندگي ژاکارد، ذخيره کردن داده ها و مکانيزه شدن آن پذيرفته شد و امروزه پس از گذشت 200 سال، ارتباط بين نساجي و کامپيوتر، ملموس شده است، و توليد منسوجاتي که قابليت درک حرکات بدن و يا قابليت گزارش دهي داشته باشند، در اين راستا مظهر مشارکت اين دو صنعت ميباشند.
به منظور آگاه نمودن مردم از وضعيت سلامتي شخصيشان، پشتيباني و اطلاع رساني و سپس پيشرفتهاي تکنولوژيکي بايد در اين راستا بهکار برده شود، براي اين منظور بايد براحتي بتوان وسايل واسطه اي بين انسان و اين ابزار را بهکار گرفت. با بهکار گرفتن پارچه هاي چند منظوره،(که بطور متداول به الکتروتکستايل ها يا منسوجات هوشمند معروف هستند)، کسب يک زندگي سالم، ايمن، و راحت تر ميسر ميگردد. لذا چنانچه هوشمندي منسوجات، با ويژگي پوشانندگي آن ترکيب شود، ميتواند يک محصول سودمند را توليد نمايد.
بهطور خاص ، لباس هايي با قابليت كشش و جمع شدگي، امكان پيگيري حركات را دارند. حس کننده ها1 و فعال کننده ها2 كه در نساجي استفاده مي شود، ممكن است به واسطه جريان برق كنترل شوند.
اين ابزار تحت نظر داشتن بيمار در منزل از راه دور و يا كنترل فضانوردان، افراد کهنسال، و ارتباط كنترلي از طريق تلفن را به ما ميدهد. تكستايل هاي الكترونيكي ميتواند مسيرهاي جديدي از بيومانيتورينگ3، توانبخشي و …. را براي ما باز نمايد.
در اين مطالعه ارتباط متقابل نساجي و کامپيوتر و معرفي التزامات الحاق آنها در توليد منسوجات هوشمند بررسي خواهد شد. منسوجات الکترونيکي E-textile يا smart fabrics ناميده ميشوند، که نه تنها قابليت پوشش (مانند ساير منسوجات) را دارد، بلکه امکان نمايش و يا پردازش شبيه سيستمهاي ارتباطي بدون سيم4 را دارند.
فصل اول
منسوجات هوشمند و بررسي تحقيقات انجام شده

1-1- منسوجات هوشمند و علائم حياتي بدن انسان
1-1-1- معرفي منسوجات هوشمند
منسوجات هوشمند5، پارچه هايي هستند که ابزارهاي الکترونيکي در آنها به کار رفته است. اجزاي الکترونيکي و وسايل ارتباط دهنده اين اجزا (به همديگر)، جزيي از پارچه هستند، و به همين دليل کمتر قابل رويت ميباشند. بعلاوه اينکه، اين منسوجات خيلي براي مالش و پيچ خوردن و يا درگيري با وسايل محيط مستعد نيستند. نتيجتاَ اين منسوجات مي توانند در کاربردهاي روزمره و به ويژه در جاهايي که حضور کامپيوتر براي انسان دست و پاگير است، به کار روند.
در منسوجات هوشمند با توجه به نياز مصرف کننده، قابليت لازم در آن ايجاد ميشود. تعداد و موقعيت سنسورها و اجزاي پردازشگر، با توجه به نياز کاربر، در نظر گرفته شده و به ندرت در موقع طراحي ثابت فرض ميگردند. فضاي کاري براي منسوجات هوشمند بسيار گسترده است و انتخاب هايي از قبيل نوع و ساختار نخ، بافتها، اجزاي بهکار رفته، سيستم هاي نرم افزاري، تنوع شبکه اتصالات، ميدان کاري گسترده اي را بوجود آورده است.
تهيه لباسي که سنسور به آن دوخته شده باشد و يا با تبحر در آن جاسازي شده باشد، بسيار گران است، در اين راستا بايد توجه داشت که :
* براي مصرف، اندازه هاي متفاوت مورد نياز است.
* هر منسوج با توجه به نوع کاربرد آن، استفاده خاص خود را دارد.
يافتن ناحيه مناسب براي نصب سنسور، روي سايز هاي متفاوت، کار مشکلي است. در توليد لباسهاي هوشمند، امروزه، جايابي سنسورها با سعي و خطا انجام ميشود. در بعضي ازمقالات سعي شده است[1] ، که يک قالب براي ارزيابي منسوجات هوشمند، (بدون ساخت قالب و لباس) طراحي شود.
يک منسوج هوشمند، يک شبکه اتصال را براي حس کردن و پردازش اجزا، با ميزان کمتر مصرف انرژي (نسبت به روش بدون سيم) فراهم ميکند. البته خود پارچه هم ميتواند به عنوان حس گر عمل نمايد.(و اين بسته به نوع الياف به کار گرفته شده در منسوج است.)
مواد بكار برده شده براي اينگونه منسوجات هوشمند بايد داراي وزن كم، قابليت تغييربه شكل هاي مختلف(به ويژه به شكل ليف)، و راحت بودن در تن، را داشته باشند. اغلب اين خواص عموماَ در سنسورهاي استفاده شده، فعالگرها6، اجزاي الكترونيكي و منابع برقي به همراه حجم كوچك وجود ندارد.
چنين پارچه هايي، از قبيل حسگرهاي اوليه، فعال کننده ها، الکتروتکستايل ها، به عنوان پارچه هاي جديد که از دانش بالا برخوردارند، مطرح هستند. يک حوزه وسيع و کاربردي براي منسوجات هوشمند، تشخيص محيط کاربر و فعاليت هاي آن ميباشد. بنابراين طراحي يک قالب خاص براي منسوجات هوشمند، بايد با لحاظ کردن محيط فيزيکي، به ويژه ماهيت سنسور، باشد. با توجه به كاربرد چند جانبه آنها، قابليت پوشش و انعطاف براي بدن را دارند، الكترو تكستايل ها براي خلق زندگي با كيفيت بالاتر مناسب هستند، و در بيودرماني7 به عنوان ابزار بيومانيتورينگ8 ، توانبخشي، تلفن درماني9،و …بهكار ميروند. امروزه منسوجات هوشمند در جايگاههاي مختلف، نقش هاي مختلفي اجرا نمودهاند. ميتوان با توجه به نوع استفاده، تمامي منسوجات هوشمند را به دو دسته زير تقسيم نمود:

1-1-1-1- منسوجات قابل پوشش (منـــسوجات هوشمند قابل پوشش)
اين منسوجات در قالب لباس انسان طراحي شده اند و طبيعتاَ کاربرد آنها نيز در ارتباط با انسان و يا عملکرد انسان و يا برآورد شرايط اطراف انسان است. منسوجاتي که براي ثبت حرکات سه بعدي بدن انسان (در استوديو هاي فيلم سازي ) به کار ميرود، منسوجاتي که براي گزارش گرفتن از نيرو ها و نوع و زمان حرکات بدن فضانوردان در فضا استفاده ميشود و لباسهايي که گزارش علائم سلامتي بدن انسان را بر روي يک گيرنده ثبت نمايند، همه مثالهايي از اين نوع لباس هستند.
1-1-1-2- منسوجات صنعتي غير قابل پوشش (منسوجات هوشمند غير قابل پوشش )
منسوجاتي از قبيل فرشهاي هوشمند که قابليت گزارش دهي حرکات بدن بر روي فرش، (و يا وزن قرار گرفته بر روي فرش) را دارند، منسوجاتي که در بدنه هواپيما جهت گزارش دهي ميزان فشار جوي وارد به بدنه و ساير پارامترهاي مفيد در هدايت هواپيما بکار ميروند، منسوجاتي که در بدنه سدها براي گزارش دهي ميزان فشار وارده بر سد بهکار ميروند، منسوجاتي که در اعماق زمين جهت محاسبه نيروهاي زمين لرزه اي به کار ميروند، همه نمونه هايي از کاربرد منسوجات هوشمند در مصارف علمي صنعتي گوناگون هستند.
1-1-2- علائم سلامتي بدن
مهمترين علائم مهم حياتي بدن انسان که در سالهاي اخير مورد تحقيق و بررسي قرار گرفته اند، عبارتند از :
1-1-2-1- ضربان قلب در واحد زمان10
1-1-2-2- تعداد تنفس در واحد زمان11
1-1-2-3- دماي بدن در زمانهاي مختلف
همچنين بررسي بر روي نحوه حرکت و يا ميزان جابجايي اعضاي بدن12 در مدت زمان درمان، خود از فاکتورهاي مورد علاقه متخصصين مهندسي پزشکي مي باشد.[2]
1-2- معرفي انواع سنسورها
سنسورها ابزارهايي هستند که بر مبناي علمي خاص خود عمل نموده و ميتوانند در اثر انجام يک عمل خاص ، واکنش متناسبي داشته باشند. براي مثال يک سنسور ميتواند در اثر اعمال فشار، ميزان ميلي ولت مشخصي را از خود ساطع نمايد، که اين ميزان ميتواند با پردازش و انجام محاسبات خاص، بيانگر يک پارامتر باشد، همانگونه که به وضوح مثال عيني اين نمونه از سنسورها را ميتوان در ترازوهاي متداول مشاهده نمود.
در شناخت سنسورها آنچه مهم است پايداري نتيجه و يا به عبارتي تکرار پذيري نتيجه آزمون مي باشد، البته بايد توجه داشت که براي استفاده از سنسورها معمولا از روشهاي مختلفي استفاده مينمايند، که يک روش متداول براي بکارگيري سنسورها ساخت مدار الکتريکي است که با قرار دادن سنسور در يک پل وتستون، بتوان از تغييرات ولتاژ حاصل شده در پل وتستون ، پارامتر مد نظر را بدست آورد. بکارگيري سيگنال ميتواند طبق الگوريتم زير انجام شود:
الف: دريافت سيگنال
ب: تقويت سيگنال
ج: نويز گيري سيگنال به روش سخت افزاري
د: تيديل آنالوگ به ديجيتال
ه: دريافت توسط پردازشگر
ي: نويز زدايي توسط روشهاي پردازش سيگنال
م: بکارگيري داده هاي حاصله
بطور کلي با توجه به ضعيف بودن سيگنال خروجي از مدار، نياز به تقويت سيگنال13 بوده، و پس از آن سيگنال را توسط يک کارت مبدل (آنالوگ) به ديجيتال14، تبديل نموده و از داده هاي بدست آمده استفاده ميشود. همانگونه که در سه الگوريتم فوق به وضوح ذکر شده است، عمليات نويز زدايي با توجه به سيستم الکترونيکي اعمال شده و نيز هدف از کاربرد سيستم، ميتواند به شيوه نرم افزاري و يا نرم افزاري و سخت افزاري انجام شود.
اغلب سنسور هاي مفيد براي سيستم هاي مجهز به سنسور به دو گروه تقسيم ميشوند:
الف) سنسورهاي فعال15
ب) سنسورهاي موثر يا اثر پذير16
گروه اول سنسورهايي هستند كه طبيعتاً17 انرزي ورودي را به يك اختلاف پتانسيل الكتريكي تبديل ميكنند.[2]
گروه دوم سنسورهايي هستند كه يك منبع جريان خارجي لازم دارند تا ورودي خود را به يك خروجي مفيد (قابل استفاده) تبديل نمايند. اين گروه عموماَ بر مبناي ميزان تغييرات مقاومت در برابر عامل محرك (نيروي محرك) كار ميكنند. در واقع اين گروه، همان سنسورهايي هستند که در نگاه کلي براي ايجاد تعادل در پل وتسون نياز به يک منبع تغذيه اوليه دارد.18
سنسورها از مواد مختلفي از قبيل پليمرهاي فعال شونده19 و يا فلزات حساس ساخته ميشوند.
جدول(1-1) ليستي از پليمرهاي فعال شونده و كاربردهاي عمومي آنها را نشان ميدهد.
جدول 1-1- پر کاربرد ترين الکترواکتيوپليمرها و ماکرومولکول هاي ارگانيک ونظير غير ارگانيک آنها براي سنسورهاي اثرپذير
موادحسگراثر فيزيکيپليمرالکترواکتيو غير ارگانيکپليمرالکترواکتيو ارگانيکفلزهارابرهاي هادي تحمل کننده فشار20استرين گيجپيزورزيستيوشبه رساناهاپليمرهاي هاديفلزهاپلي فنيلن وينيلن21بلومتر22ترمورزيستيوآلياژهاي فلز نيکل
آلياژهاي نيکل کبالتPA23
PVAc24سنسورهاي مگنت رزيستيومگنت رزيستيوپالاديم
اکسيد فلزها
تيتانات ها
زيرکونيا25Ppy26
PT27
پليمرهاي يوني رسانا
Charge transfer complexesسنسورهاي شيمي رزيستيوشيمي رزيستيونيمه هادي هاي ذاتي و غير ذاتيCP PC28سنسورهاي فتو رزيستيوفتو رزيستيو
عوامل فيزيكي و وسايل مرتبط براي سنسورهاي اكتيو در جدول (1-2) اورده شده است.

جدول (1-2) سنسورهاي فعال
اثر فيزيکيحسگرپيزو الکتريسيتهسنسورهاي پيزو الکتريسيتهترموالکتريسيتهترموکوبل هاپيروالکتريسيتهسنسورهاي پيرو الکتريسيته29فتو الکتريسيتهسل هاي فتو الکتريک
مواد زيستي و غير زيستي و توابع حساسيتي آنها در جدول آورده نشده است، و در مباحث بعدي به همراه مزاياي كاربردشان در منسوجات هوشمند ذكر خواهند شد.
نمايش چندين پارامتر مورد نظر، به واسطه (روش هاي) استفاده از سنسورهاي فعال30 و غير فعال31 كه در جدول(1-1) و جدول (1-2) آورده شده است در كاربرد منسوجات هوشمند مفيد است.
همچنين محافظت در برابر عوامل مضر شيميايي (گاز و مايعات مضر)، با استفاده از سنسورهاي حساس به مواد شيميايي، در پارچه ها، ميتواند در هنگام مواجه شدن با ماده خطرناك مفيد باشد. (کاربرد اين پارچه ها در آزمايشگاههاي شيمي بسيار زياد است.)
به همين نحو، منسوجات حساس به دما، ترموالكتريك32، يا پلي الكتريك33 ميتوانند اندازگيري مداوم دما را انجام دهند، در حاليكه سنسورهاي فتوالكتريك34 ميتوانند ميانگيني از مقدار خيلي زياد يا خيلي كم تابش الكترومگنتيك35 را گزارش نمايند. بکارگيري اين سنسورها و سنسورهاي جديد، مطمئنا براي درمان مفيد است. بنابراين بررسي و مطالعه روي زمينه هايي است که قابليت تشخيص حرکات فيزيکي(و علائم حياتي) بدن را به شکل سيگنال داشته باشد. (که در اولين ستون از جــدول(1-3) آورده شده اند.)
جدول 1-3- سيگنالهاي بدن يا متغيرهاي مورد نظر در منسوجات الکترونيکي، و وسايل حسگر پيشنهادي و بستر نساجي براي اجراسازي آنها
سيگنالهاي بدن يا پارامتر مورد بررسيحسگر/اجزاءوسيله کاربرديالکتروکارديوگرامبيوالکترودهاالکترودهاي فلزي در بافتهاي حلقوي يا تاري پوديالکتروميوگرامبيوالکترودهاالکترودهاي فلزي در بافتهاي حلقوي يا تاري پوديپالس هاي مربوط به شاهرگها و رگهاي مرکزيسنسورهاي پيزوالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريفماکزيمم نقطه ضربان قلبسنسورهاي پيزوالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريفتنفسسنسورهاي پيزوالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريفميزان جابجايي مفاصلسنسورهاي پيزوالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريفامپدانس الکتريکي پوستبيوالکترودهاالکترودهاي فلزي بافته شدهاکسيژن خونالياف نوريالياف نوريصداسنسورهاي پيزوالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريفدماي پوستسنسورهاي ترموالکتريکالياف (با پايه الکترو اکتيو پليمرها) يا نوارهاي ظريف مانيتورينگ پيوسته36، به عنوان يکي از راهکارهاي تشخيص و درمان موثر، يکي از کاربردهاي اين نوع وسايل در دارودرماني37 و کسب سلامتي است.
سه گروه از ابزارهاي حس کننده که ارتباط بيشتري با اين بررسي دارند، عبارتند از:
a) سنسورهاي پيزورزيستيو38
b) سنسورهاي پيزوالکتريک39
c) سنسورهاي بيوالکترود40
گروه اول و دوم با توجه به کاربرد بيشتر در منسوجات هوشمند مورد بررسي قرار ميگيرد. اگرچه امکان کاربرد انواع مختلف سنسورها براي حس کردن وجود دارد، اما اين دو گروه در حال حاضر خيلي زياد و بطور موثر براي نشان دادن علائم بدن و تغييرات اين علائم بکار ميروند .(جدول1-3)
در واقع دليل استفاده از اينگونه وسايل به ويژه اين نوع سنسورها، امکان سازگاري آنها با 41EAPs و ترکيب بندي مناسب براي کاربرد در منسوجات هوشمند ميباشد.
بطور کلي تقسيم بندي زير را براي سنسورها ميتوان در نظر گرفت:

1-2-1- سنسورهاي بر پايه الکترواکتيو پليمر42
اين سنسورها را ميتوان به سه گروه اصلي زير تقسيم بندي نمود.
1-2-1-1- سنسورهاي پيزورزيستيو که پايه پليمر هاي فعال دارند43
به منظور قابليت تشخيص نيرو و ازدياد طول وارد شده به يک منسوج، يا به منظور تشخيص ميزان و حرکت اندام بدن، پيزورزيستيو ها که به استرين گيج ها معروف هستند به طور فراوان بکار گرفته ميشوند. پارچه هايي که ازسنسورهاي پيزورزيستيو ساخته ميشوند، از کربن پليمري ساخته ميشوند.44
1-2-1-2- سنسورهاي پيزو الکتريک که پايه پليمر هاي فعال دارند45
در جدول(3-3) نمونه هايي از پيزوالکتريک هاي مفيد در الکتروتکستايل ها ذکر شده است. به عنوان يک نمونه پيزوالکتريک، ميتوان استرس بين دو محور را که مبناي توليد قطبيت است، نام برد. اختلاف پتانسيل الکتريکي مابين دو محور الکترود مبناي سنجش است.
متداول ترين پيزوالکتريک هاي ارگانيک و غير ارگانيک46، که براي کاربرد هاي تجاري بکار ميروند، سراميکهاي تيتانيوم47 از قبيل 48PZT يا PVDF 49 هستند که به طور متداول در صنعت بکار ميروند. در شکل (1-1) زير نمونه اي از پيزوالکتريک ها نشان داده شده است.

شکل1-1- پيکربندي سطر و ستون با الياف PVDF
1-2-1-3- سنسورهاي بيو مديکال50
اين سنسورها، براي ECG51 و 52EMG (که در جدول 2-3 ذکر شده اند) براي نمايش سيگنالهاي علائم حياتي بدن استفاده ميشوند.
الکترودهاي متداولي که براي نمايش بيوالکتريک53 استفاده ميشوند، معمولا شامل الکترودهايAG/AGCI هستند که با ژل همراه شده اند تا تطبيق پذيري بهتري با پوست پيدا کنند.
در جدول (1-3) پرکاربرد ترين پيزو رزيستيو ها و پيزوالکتريک ها براي مصارف الکتروتکستايل ها معرفي شده است.
1-2-2- فعال کننده ها54
گروههاي مختلف فعال گرها در حال حاضر تحت بررسي هستند،که در جدول( 2-4 ) تعدادي از آنها ليست شده است.

جدول 1-4 – پرکاربردترين الکترواکتيوپليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيک و نظير غير ارگانيک آنها براي فعالگرها
اثر فيزيکيموادالکترواکتيوپليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيکالکترواکتيوپليمرها و ماکرومولکولهاي غير ارگانيکالکترومکانيکال شيمي55پليمرهاي رسانا56-پلي الکتروليت ژل57-پليمرهاي ترکيب فلزي-نانوتيوبهاي کربن-پيزورزيستيوهاالکتروستيکسيونپليمرهاي الکترواستريکتيوLMN58اثر الکترواستاتيکيالاستومرهاي دي الکتريکسيليکون در شکل هاي(1-2) و (1-3) نمونه هايي از فعالگرها نشان داده شده است.

شکل1-2- نماي شماتيک الياف پليمري فعالگر رسانا

شکل1-3 نمونه اي از فعالگرها-ساخته شده توسط کمپاني سانتا[3]

1-2-3- سنسورهاي بر مبناي اجزاي الکترونيکي59
جايگزيني اجزاي متداول الکترونيکي با پلاستيک هاي کاربردي از قبيل صفحه کليد هاي قابل پوشش و يا ترکيب اين وسايل قابليت هاي ويژه را به منسوج ميدهد.
1-2-4- منابع جريان
تامين انرژي الکتريکي لازم براي منسوجات هوشمند، يکي از عمده ترين مشکلات است. [4]. دو مورد از جديدترين تکنولوژي ها، براي تامين منبع جريان الکتريکي،
* باتري هاي پليمري ليتيم
* و ميکرو سل هاي سوختي
هستند.
شکل1-4- پيل هاي سوختي
نور خورشيد، دماي بدن و حرکت بدن، انرژي هاي پيشنهادي ديگري هستند، که ميتوانند به شکل انرژي الکتريکي تبديل و مورد استفاده قرار گيرند.
به علاوه، به دليل تمايل به انعطاف منبع انرژي تلاش هايي در راستاي اينگونه منابع جريان توسط کمپاني Infineon [2] در بکار گيري اختلاف دماي دروني و خروجي (درون لباس و بيرون لباس)، انجام شده است، که جرياني در حد ميکرو وات به ازاي سانتيمنر مربع توليد مينمايد. فيلم هاي ضخيم سل هاي خورشيدي، ميتواند روي سطوح قابل انعطافي از قبيل پلاستيک ساخته شود.
شکل1-5-توليد الکتريسيته از حرارت بدن [5]
تکنولوژي سل هاي خورشيدي به سمت انطباق و سازگاري با الياف حرکت ميکند. بازده انرژي هاي پيشنهادي بايد افزايش يابد. طراحي و ساخت اجزايي که برق به شکل وايرلس از يک ميدان مغناطيسي محيطي تامين ميگردد، يکي از روش هاي مورد علاقه است.
Lunar Design با ژاکت آبي خود، آينده نزديک را با لباسهاي نازک، ارزان، نويد داده است.[5] در مورد ديگري که توسط Murray and Allen طراحي شده است، طراح تلاش نموده تا لطافت در حد پوست را با سختي سيم ها ترکيب نمايد. [5]
منسوجات هوشمند اغلب تعدادي انباره يا مخزن شارژ نياز دارند. ذخيره داده ها يا انرژي متداولترين است. حس کردن، پردازش داده ها، فعالگرها، ارتباطات آنها، انرژي نياز دارند، و اغلب اين نياز انرژي الکتريکي است.
مديريت کارآمد انرژي شامل، ترکيب صحيح تامين کننده انرژي و انباره کننده انرژي است. همانگونه که ذکر شد، تامين کننده انرژي بايد با يک ذخيره کننده ترکيب شود. باطري ها کوچکتر و قويتر (کارا تر) ميشوند.
حتي نسل بسيار منعطف آنها هم توليد شده اند، اگرچه که هنوز کارايي بالايي ندارند. فعلاً باتري هاي lithium-ion در بسياري از پروژه ها استفاده ميگردد.
هر نوع از سنسورهاي EAP ، اکچويتورها، يا اجزاي الکترونيکي که در حال حاضر بکار برده ميشوند، براي استفاده نياز به انرژي الکتريکي دارد. از ديــــــدگاه توسعه منسوجات قابل پوشش “all-organic paradigam” دلالت ضمني بر اين دارند که توليد انرژي الکتريکي و ذخيره آن بايد بوسيله موادي که هنوز هم بر پايه پليمرها هستند انجام شود، بنابراين EAps با منابع برقي مورد تقاضا هستند.
در حال حاضر ، اعمال فيزيکي ، وسايل و مواد ارگانيکي و غير ارگانيکي ، براي توليد انرژي الکتريکي و ذخيره آن بکار ميرود و پتانسيل مفيدي براي الکتروتکستايل ها دارند که در جدول هاي (2-5)و (2-6) آورده شده اند و جداگانه شرح داده ميشوند.
جدول (2-5)پرکاربرد ترين الکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيک و نظير غير ارگانيک آنها براي توليد انرژي الکتريکي
اثر فيزيکيوسيله يا ابزارموادالکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيکالکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي غيرارگانيکهيبريدهاشيمي الکتريسيتهسل هاي الکتريکي غير قابل شارژ-الکترودها:اکسيد جيوه و قلع
الکتروليت:KOHالکترودها:دي اکسيد منگنز و قلع
الکتروليت:NH4&ZnCl2پيزوالکتريسيتهترنسديوسرهاي پيزوالکتريکپلي ويلينيدين فلورايدLZT60ذرات غير ارگانيک پيزوالکتريکترموالکتريسيتهترموکوبل هاپلي استيلنسيليکون، بيسموت، نيکلذرات غير ارگانيک که در شبکه پليمر قرار گرفته اندپيروالکتريسيتهترنسديوسرهاي پيروالکتريکپلي ويلينيدين فلورايدLZT61ذرات غير ارگانيک که در شبکه پليمر قرار گرفته اندفوتوالکتريسيتهسل هاي فوتوالکتريکPT62سيليکونذرات غير ارگانيک که در شبکه پليمر قرار گرفته اند
جدول (2-6) پرکاربرد ترين الکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيک و نظير متداول غير ارگانيکي آنها براي توليد انرژي الکتريکي
اثر فيزيکيوسيله يا ابزارموادالکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي ارگانيکالکترواکتيو پليمرها و ماکرومولکولهاي غيرارگانيکهيبريدهاشيمي الکتريسيتهسل هاي الکتروشيميايي غير قابل شارژالکترودها:پلي استيلن و پلي استيلن
الکتروليت:پلي پروپيلنالکترودها:Lead & Lead oxid
الکتروليت:H2SO4الکترودها:کربن و ليتيم
الکتروليت:LiCLo4/PCتجمع بارهاي استاتيکيسوپر خازن هاالکترودها:کربن هاي فعال
و يا الياف کربن
الکتروليت: Et4NBF463الکترودها:Ruthenium oxide
الکتروليت:H2SO4الکترودها:مواد پايه کربن الکتروليت:H2SO4
1-2-4-1- سل هاي الکتروشيميايي64
سل هاي الکترو شيميايي نزديکترين وسايل براي توليد انرژي الکتريکي از انرژي شيميايي است. در متداولترين کاربرد از دو الکترود(کاتد و آند) که درون الکتروليت قرار گرفته اند و در بين آنها يک رساناي يوني (مثل پل نمکي)، تشکيل شده اند.

1-2-4-2- پيزو الکتريک هاي مولد65
مواد پيزو الکتريک (جدول 3-5)، قادرند تا انرژي مکانيکي مواد را به انرژي الکتريکي تبديل کنند، که ميتوانند براي تبديل انرژي اعمال انسان به کار روند. مبدل ها نيز از اينگونه مواد ساخته شده اند، در حقيقت افعال و حرکات روزانه بدن را به انرژي الکتريکي تبديل ميکنند. در واقع يکي از راههاي سنجش حرکات بدن، داخل کردن پيزوالکتريک ها در منسوجات و لباس ها هستند. مثالهاي کاربردي نشان داده اند که پيزوالکتريک ها مناسب تر از پيزو سراميک ها هستند، زيرا انعطاف بالاتري دارند.
1 -2-4-3- الاستومرهاي دي الکتريک66
يک نوع ديگر سنسور با استفاده از الاستومرهاي دي الکتريک ساخته ميشوند. براي مثال ضربه پاشنه پا انرژي اوليه را توليد ميکند، به اين صورت که فشار پا موجب ميشود، که تحريک اوليه براي مدار ايجاد شود، و در نتيجه يک مولد خارجي، ولتاژ بالايي را اعمال کند، که اين جريان موجب شارژ الکترودها مي گردد، و بعد از حذف نيروي مکانيکي، فيلم بر اثر حالت الاستيک به ابعاد اوليه خود بر ميگردد. مؤسسه تحقيقاتي Stanford Research Institute ، درحال بررسي و مطالعه سنسورهاي تغذيه شده از اين روش هستند.

1-2-4-4- مولد هاي جنبشي67
براي اينکه بتوان قطعات مختلف از حرکت بدن انسان را پشت سر هم گذاشت، ميتوان از لباسهاي هوشمند استفاده کرد، در واقع توجه در اين قسمت روي وسايلي است که قادرند انرژي جنبشي را به انرژي الکتريکي تبديل کنند.
به عنوان مثال، اين نوع مولد ها در ساعت هاي مچي بکار رفته است، که انرژي خود را از حرکت بازو، در طول فعاليت هاي روزانه ميگيرد. در اين ساعت ها از يکسري اجزاي مکانيکي کمک گرفته شده است، که جرم مغناطيسي يک اسپيندل چرخان که ناشي از حرکت دست است، موجب ميشود تا مقداري جريان الکتريکي توليد گردد.
1-2-4-5- مولد هاي ترموالکتريک68
مبدلهاي ترموالکتريکي، که به عنوان ترموکوپل شناخته ميشوند، وسايلي هستند که قابليت توليد الکتريسيته از يک اختلاف دما را دارند. توليد يک اختلاف پتانسيل الکتريکي با يک مدار متشکل از دو فلز يا دو نيمه رساناست، که در نقطه تقاطع آنها در دماي بالا قرار ميگيرد، اغلب کاربردهاي مواد ارگانيک و ترموکوپل ها در جدول(3-5) آورده شده اند.اثر ترموالکتريک در مواد ارگانيک اغلب در توليد پليمر مورد مطالعه قرار گرفته است.
دماي بدن انسان نيز ميتواند منبعي از انرژي الکتريکي باشد. اين دما وابسته به فعاليت روزانه انسان در زمان خواب ميتواند w80 و در هنگام دويدن تا w 1500 باشد.
ساعت مچي سيکو69 اولين توليد کننده اي بود که انرژي ساعت مجي خود را از تبديل دماي پوست به انرژي الکتريکي استفاده کرد. اين مثال ها توليد انرژي الکتريکي را از دماي بدن انسان شرح ميدهند ، که ميتواند در لباسهاي هوشمند مورد استفاده قرار گيرند.

1-2-4-6- مولد هاي پيروالکتروليک70
يک فلز که “pyroelectric” ناميده ميشود، مبناي ساختاري اين مولدهاست.

1-2-4-7- مولد هاي فتوالکتريک71
اثر فتوالکتريک ميتواند از سل هاي فتوالکتريک که قادرند انرژي الکتريکي را از تابش الکترو مغناطيس کسب نمايند، ساخته ميشوند. سل هاي خورشيدي مثالهاي متداول از سل هاي فتوالکتريک است که براي تبديل انرژي خورشيدي به انرژي الکتريکي بکاربرده ميشود. اغلب نيمه هادي هاي فتوالکتريک در جدول (3-5) آورده شده اند.

شکل1-6- نمونه اي از سل هاي تابشي
1-2-4-8- سوپر خازنها72
در اين نوع سنسورها، انرژي به شکل باطري هاي قابل شارژ و يا خازن ها ذخيره ميگردند و تغييرميزان اين انرژي مهم است.
1-2-5- مواد سيمي الکتريکي73
به منظور ارتباط الکتريکي بين وسايل بکاربرده شده در الکتروتکستايل ها، چندين روش بکارگيري رسانا ها در حال حاضر تحت بررسي است. البته اين مسيرها بايد رسانا باشد و تاحد ممکن نيز انعطاف پذير، تا حدي که قابليت پوشانندگي داشته باشند.
خصلت ذاتي پليمرهاي هادي مانند 74pan و75ppy اين است که آنها را براي اين امر مـــناسب ميسازد. ترکيب الاستومرهاي کربني روي آستانه نفوذ ميتواند مفيد باشد، به عنوان مثال فقط براي حس کردن ازدياد طول نيستند، و به عنوان مواد الکتريکي براي سنسورها نيز بکار ميروند. با وجود اين، اغلب براي سيم هاي الکتريکي نيز استفاده ميشوند.
در حالت هاي خاص، چندين منسوج که بر مبناي هدايت الکتريکي کار ميکنند به عنوان رابط بين وسايل براي انتقال داده ها و جريان الکتريکي استفاده ميشوند.

شکل1-7- نمونه اي از فعالگرهاي الاستومر دي الکتريک a) رول b )تيوب c )ساختار جديد

در شکل(1-9) پارچه هاي silk organza نخهايي که فويل نازک مس دارند، نشان داده شده است. بافت نخهاي پلي استر (که سيم هاي نازک مس به آن تابيده شده است)، براي بکارگيري در USB، مناسب است. ]2[ با توجه به آنچه که تاکنون در مورد لباسهاي هوشمند انجام شده است، دو مورد ذيل بسيار مورد استفاده هستند:
1) تيوب هاي نانوکربني که ميتواند به عنوان الياف رسانا بکار روند.
2) سيم هاي فلزي پيچ و خم دار، که قابليت کش آمدن بالايي دارند و مثل فنر ولي رسانا هستند.
شکل1-8- تصويري از دو ليف نانوتيوب کربن(سوپر خازن)[6]
شکل1-9- نمونه اي از سيمهاي ارگانزا بافته شده
اگرچه دسته بندي کامل سنسورها، ارائه شده ولي باتوجه به اينکه شرح تمامي اين سنسورها بسيار گسترده ميباشد و از طرفي در اين مقوله بحث پيرامون پيزورزيستيوها بيشتر صورت ميگيرد، لذا از توضيح بيشتر در مورد سنسورها و مولدها خودداري نموده و علاقمندان ميتوانند اطلاعات بيشتررا در مرجع شماره[2] پيگيري نمايند.
76CLR Sensors نيز يک نوع سنسور است که قابليت بالايي در پوشش77 نخ و پارچه دارد، نوعي از اين سنسورها شامل يک مجموعه سليکوني با بلاک هاي پودر کربني مي باشد. در شکل(1-10)مقايسه نرخ تنفس توسط CLR sensors (که با خطوط توپر نشان داده شده است)، با نتيجه بدست آمده از سنسورهاي متداول، مقايسه شده است.

شکل1-10- مقايسه نمودار تنفس با استفاده از سنسورهاي متداول (خط نقطه چين) و سنسورهاي CLR (خطوط توپر)
معمولاً در بکارگيري سنسورهاي پليمري، اين نوع سنسورها روي منسوج لايکرا و پنبه از طريق آغشته کردن لايه ايجاد مي شوند. پليمرهاي رساناي مشابهي به عنوان ماده رسانا براي انتقال داده از سنسور تا مرکز گيرنده استفاده ميشوند، که سختي سيم هاي فلزي متداول را ندارد.
پارامترهاي شبه استاتيکي از پارچه هاي پوشش شده با PPy78 گيج فاکتور 12 و ضريب مقاومت حرارتي79 در حد 0.018 را نشان داده اند.
مقدار مطلق گين فاکتور گزارش شده براي بکارگيري استرين گيج مناسب است، ولي دو مشکل اساسي روي سنسورهاي موجود بر روي پارچه پوشش داده شده، تاثير مي گذارد.
1. زمان مقاومت آن ناپايداري بالايي دارد.(ناپايداري شيميايي)
2. زمان واکنش آنها طولاني است.
به دنبال کاربرد در تحريک ناگهاني، مقاومت سنسور در چند دقيقه به يک حد پايدار ميرسد و اين عامل محدود کننده کاربرد اين گونه وسايل است.
به علاوه، سنسورهاي هادي پليمري، به سادگي قابل کاربرد در تکنولوژي نساجي نيستند. در حقيقت، آنها يک پروسه مشکل جايسازي در داخل منسوج را دارند، چه جايسازي شوند و چه روي پارچه پوشش داده شوند. سنسورها، الکترودها، و شيارهاي رسانا(که ارتباط بين سنسور و واحد پردازش را برقرار مي کنند) روي پارچه با استفاده از تکنولوژي بافت تخت حلقوي و روش هاي عمومي و متداول نساجي ايجاد ميشوند.

1-3- طراحي بافت براي منسوج هوشمند قابل پوشش
طريقه نصب اجزاي الکترونيکي به منسوج به گونه اي که در مقابل شستشو و چروک شدن مقاوم باشد، از نکات ظريف در توليد منسوج است. از طرفي مکان نصب سنسور خود از مهمترين نکات توليد اين منسوج است، گاهي اوقات محققين حدوداً سي نمونه از يک منسوج را بافته اند تا بهترين نقطه براي نصب سنسورها را پيدا نمايند.
اين نمونه هاي بافته شده (شکل 1-11) ترکيبي از اجزاي الکترونيکي و ارتباطي در منسوج هستند که با يک برق استاندارد 9 ولت ، براي يک مدت مشخص کار ميکنند. همچنين محققين بررسي هايي روي مواد جديد، از قبيل فيلمهاي کلفت پيزوالکتريک، در منسوجات انجام داده اند.

شکل 1-11- دستکش تشخيص دهنده حالت دست ، آرايه اي از LED ها، ذخيره کننده داده ها (از شرکت ويرجينيا)

ديدگاههاي آينده، استفاده از اليافي است که در پارچه بافته شده باشد و بتواند مواد شيميايي را تشخيص دهند و به عنوان باطري عمل کند و يا رنگ آنها به طور ديناميکي تغيير نمايد.
تلاش هاي جهت ساخت منسوجاتي که بتواند موقعيت شخص داخل ساختمان را نشان دهد، و يا نشان دهد که شخص چه کاري را انجام ميدهد، يا در اطراف شخص چه چيزهايي وجود دارد، انجام شده است.
عمده تحقيقات در اين زمينه، بر روي نوع سنسور بکار برده شده متمرکز شده است، براي مثال استفاده از نور، شتاب، ميدان مغناطيسي، درجه حرارت، براي نمايش موقعيت کاربر در داخل يک ساختمان بکار برده شده اند. نکته مهم ديگر چگونگي جاسازي سنسور در بدن شخص ميباشد، تا ضمن بدست آمدن بهترين نتيجه، کيفيت لباس مطلوب و قابل پوشش باشد. سيستمهايي که با استفاده از سنسورهاي جداگانه کار ميکنند، نياز به ايجاد راحتي و کيفيت دارند.
بعلاوه ، تعداد حالتهايي که براي قرارگيري سنسور،نوع سنسور، موقعيت قرار گيري در بدن و الگوريتم پردازش وجود دارد، مورد بررسي قرار مي گيرد.
به منظور سبک کردن اين مشکل، داده هاي حرکات بدن آناليز ميشود، و بطور همزمان اين پارامترها در شبيه سازي بررسي ميشود. به علاوه، قابليت کنترل حرکات ورودي براي ارزيابي نوع سنسور مورد استفاده، با توجه به قد، وزن، سن، جنسيت، عمومي سازي، يک صفت ذاتي است که در اين فاز به آن توجه ميشود. مطلب عمده براي طراحي منسوجات قابل پوشش، اينست که مراحل مختلف طراحي شامل:
* محيط فيزيکي
* رفتار سنسور
* حرکات بدن انسان
* افتايش لباس
* قابليت توليد
* شبکه اي بودن
* مصرف برق
* اجراي نرم افزار
بايد مد نظر قرار گيرد، که اين مراحل در سه گروه زير قرار ميگيرند:
1-3-1- متغيرهاي طراحي(design variable)
1-3-1-1- (نوع/تعداد/موقعيت) سنسورها
1-3-1-2- (نوع/تعداد/موقعيت) پردازشگرها
1-3-1-3- توپولوژي80 شبکه ارتباطي
1-3-1-4- سيستم و نرم افزار مورد استفاده
1-3-1-5-)نوع/تعداد( الياف (حساس) و موقعيت الياف در پارچه
1-3-1-6- شکل و موقعيت قطعه پارچه در منسوج
1-3-2- متغيرهاي ارزشي81
1-3-2-1- (افتايش/جابجايي) پارجه روي بدن
1-3-2-2- فيزيک حرکات بدن
1-3-2-3- توليد لباس از قطعه هاي پارچه
1-3-2-4- فيزيک محيط بررسي شده
1-3-2-5- رفتار سنسور
1-3-2-6- سيستم ارتباطي و محاسباتي
1-3-3- متغيرهاي اجرايي82
1-3-3-1- هزينه مواد خام
1-3-3-2- هزينه هاي توليد
1-3-3-3- ميزان راحتي کاربرد83
1-3-3-4- ميزان مصرف برق
1-3-3-5- تلورانس طراحي و خطاهاي توليد
1-3-3-6- دقت تشخيص در زمينه کاربردي
متغيّرهاي طراحي، شامل آنهايي که در زمان بافت بوجو د مي آيند، مثل نوع و شيوه قرار گيري الياف در بافت، اليافي که ميتوانند به عنوان سنسور عمل نمايند، باتريها، و سيم ها مي باشد.
براي مثال شبيه سازي پخش صدا از يک منبع به يک ميکروفون مثالي از “فيزيک و رفتار سنسور” است. براي مناسب بودن اين شبيه سازي، بايد به دقت اختلاف زمان را که هر ميکروفون دريافت مينمايد، مدل نموده، و براي مدل کردن محيط، رفتار سنسور ها بايد مدل شود. در مدل نمودن سنسورها، بايد به تبديل داده ها از آنالوگ به ديجيتال، با نرخ نمونه برداري خاص توجه نمود.
براي مدل ها بايد قابليت تحت پوشش قرار گرفتن، موقعيت، سرعت و شتاب عکس العمل آنها در زمان تحريک تحت بررسي قرار گيرند.
در مقوله منسوجات قابل پوشش، بايد به دو نکته توجه نمود:
* اندازه بدن
* حرکات بدن
اندازه بدن يک فاکتور استاتيک است، (در زمان طراحي لباس بايد به آن توجه شود)، اما حرکت بدن يک حرکت ديناميک (غير ارادي) است. در صورتيکه پوشاک چسبان به بدن باشد، شکل سنسور و نقطه بکار



قیمت: تومان


پاسخ دهید