다층 복합 재료 캡슐화는 두 가지 중요한 기능을 수행합니다: 민감한 전자기기를 견고하게 보호하고 센서를 안정화하여 정확한 데이터 수집을 보장합니다. 이 구조 기술은 유연한 센서, 마이크로 회로 및 배선을 충격 흡수층 내에 내장하여 걷기의 높은 충격 역학으로부터 보호하는 동시에 장치와 사용자 피부 간의 인터페이스를 최적화합니다.
이 캡슐화의 핵심 가치는 움직임 아티팩트를 필터링하는 능력입니다. 센서와 피부 간의 일관된 압력 접촉을 유지함으로써 움직이는 동안에도 고충실도 심박수 데이터를 보장합니다.
스트레스 하에서의 전자 내구성 보장
기계적 충격으로부터 보호
발은 높은 충격 환경입니다. 캡슐화의 주요 역할은 걷거나 달릴 때 발생하는 반복적인 힘으로부터 내부 전자기기를 완충하는 것입니다.
유연한 부품 통합
이 과정에는 마이크로 회로 기판 및 배선층을 재료에 직접 내장하는 것이 포함됩니다. 이러한 통합은 웨어러블 기술에서 흔히 발생하는 고장 지점인 부품 이동 및 와이어 피로를 방지합니다.
충격 흡수
충격 흡수 복합 재료를 사용하여 캡슐화는 민감한 마이크로 회로에 도달하기 전에 진동을 감쇠시킵니다. 이는 하드웨어의 수명을 크게 연장합니다.
생체 신호 획득 최적화
광학 창 안정화
스마트 인솔이 작동하려면 맥박 센서의 광학 창이 발의 대상 영역과 정렬되어 있어야 합니다. 캡슐화는 이 창을 제자리에 고정하여 데이터를 왜곡하는 미세 움직임을 방지합니다.
일관된 압력 유지
정확한 심박수 모니터링에는 피부에 대한 특정하고 안정적인 압력이 필요합니다. 다층 구조는 발의 위치에 관계없이 이 압력을 일관되게 적용하도록 설계되었습니다.
움직임 아티팩트 감소
움직임 아티팩트(센서 움직임으로 인한 노이즈)는 정확한 생체 신호의 적입니다. 센서 인터페이스를 고정함으로써 캡슐화는 이 노이즈를 효과적으로 필터링하여 더 깨끗한 데이터 스트림을 생성합니다.
제약 조건 이해
수리 용이성 제한
부품이 복합층 내에 완전히 내장되어 있기 때문에 수리 용이성은 종종 희생됩니다. 내부 부품에 고장이 발생하면 일반적으로 수리 대신 전체 장치를 교체해야 합니다.
두께와 기능의 균형
이 방법에는 내재된 엔지니어링 과제가 있습니다. 캡슐화는 충격을 흡수하고 압력을 가할 만큼 충분히 두꺼워야 하지만, 신발 안에 편안하게 맞고 사용자의 보행 방식을 변경하지 않을 만큼 얇아야 합니다.
목표에 맞는 올바른 선택
스마트 인솔 기술을 평가할 때 캡슐화의 품질은 수명과 정확성을 모두 결정합니다.
- 주요 초점이 하드웨어 수명이라면: 마이크로 회로를 보호하기 위해 고품질 충격 흡수 재료를 명시적으로 강조하는 캡슐화 설계를 우선시하십시오.
- 주요 초점이 데이터 충실도라면: 활동 중 움직임 아티팩트를 최소화하기 위해 광학 창의 안정성을 강조하는 캡슐화 아키텍처를 찾으십시오.
효과적인 캡슐화는 깨지기 쉬운 회로를 견고하고 신뢰할 수 있는 생체 측정 도구로 만듭니다.
요약 표:
| 기능 | 주요 이점 | 사용자 경험에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 전자 보호 | 높은 충격력 완충 | 하드웨어 수명 및 내구성 연장 |
| 신호 안정화 | 움직임 아티팩트 최소화 | 더 깨끗하고 정확한 심박수 데이터 제공 |
| 압력 제어 | 피부 접촉 유지 | 일관된 센서 성능 보장 |
| 구조적 지지 | 와이어 피로 방지 | 유연한 회로의 고장 지점 감소 |
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참고문헌
- Kuo‐Jui Hu, Yuh-Shihng Chang. Application for Detecting Falls for Elderly Persons through Internet of Things Combined with Pulse Sensor. DOI: 10.18494/sam4641
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