전도성 봉제사는 스마트 깔창 회로의 중요한 백본 역할을 하며, 딱딱한 부품을 유연한 직물 통합으로 대체합니다. 전기적 연결성을 제공하는 동시에 걷기의 극한 기계적 응력을 수용하는 이중 목적 재료로 작용하여 장기간 착용의 물리적 요구 사항을 견딜 수 있도록 합니다.
딱딱한 전선을 전도성 실로 대체함으로써 엔지니어는 압축과 굽힘을 견딜 수 있는 고밀도 센싱 매트릭스를 만들 수 있습니다. 이는 기존 전자 제품에서 흔히 발생하는 기계적 피로 또는 파손 위험 없이 일관된 신호 전송을 보장합니다.
내구성 문제 해결
딱딱한 배선 교체
표준 전자 제품에서는 딱딱한 전선이 일반적입니다. 그러나 스마트 깔창에서는 이러한 전선이 압력 하에서 끊어지기 쉽습니다.
전도성 봉제사는 유연한 연결 매체 역할을 하여 이 문제를 해결합니다. 기존 배선을 대체하여 회로가 깔창의 부드러운 재료와 원활하게 통합될 수 있도록 합니다.
기계적 피로 견딤
발은 끊임없이 굽힘과 압축을 겪습니다. 이 실의 주요 역할은 탄성 변형을 겪는 것입니다.
이 탄성은 사용자가 걸을 때 연결부가 늘어나고 복원되도록 합니다. 이러한 유연성은 장기간 사용으로 인한 기계적 피로로 인해 일반적으로 발생하는 균열을 방지합니다.
센싱 아키텍처 구축
센싱 매트릭스 형성
단순한 연결성을 넘어, 이 실은 센서 어레이 자체를 구축하는 핵심 재료입니다.
수평 및 수직으로 어긋난 전도성 경로로 배열됩니다. 이 특정 레이아웃은 발 전체의 압력 지점을 감지하는 데 필수적인 그리드 구조를 만듭니다.
고밀도 데이터 활성화
이러한 실의 배열은 고밀도 압력 감지 매트릭스를 구축할 수 있도록 합니다.
예를 들어, 이 실은 5x9 그리드 구성을 용이하게 할 수 있습니다. 이 밀도는 효율적이고 세분화된 신호 전송을 보장하여 깔창이 움직이는 동안 체중이 어떻게 분산되는지에 대한 자세한 데이터를 캡처할 수 있도록 합니다.
엔지니어링 고려 사항 및 절충
그리드 정렬의 정밀도
전도성 실은 유연성을 제공하지만, 고밀도 매트릭스(예: 5x9 그리드)를 생성하려면 정밀한 물리적 구성이 필요합니다.
수평 및 수직으로 어긋난 경로는 세심하게 정렬되어야 합니다. 직조 또는 스티칭이 부정확하면 신호 전송이 저하되어 부정확한 압력 판독으로 이어질 수 있습니다.
탄성과 전도성 균형
실의 탄성 변형 능력은 가장 큰 강점이지만, 재료 균형의 필요성을 의미합니다.
실은 늘어날 때도 전도성을 유지해야 합니다. 변형이 재료의 한계를 초과하면 전기 신호가 불안정해져 센싱 데이터의 무결성이 손상될 수 있습니다.
목표에 맞는 선택
스마트 웨어러블을 설계할 때 전도성 실을 사용할지 여부는 특정 성능 지표에 따라 달라집니다.
- 주요 초점이 내구성인 경우: 회로가 파손 없이 고반복 굽힘 및 압축을 견딜 수 있도록 실의 탄성 변형 특성을 우선시하십시오.
- 주요 초점이 데이터 해상도인 경우: 복잡하고 어긋난 그리드(5x9 매트릭스와 같은)를 형성하는 실의 능력을 활용하여 표면적에 걸쳐 센싱 포인트 수를 최대화하십시오.
성공적인 스마트 깔창 설계는 전도성 실을 단순한 전선이 아닌 장치의 기계적 수명을 정의하는 구조적 구성 요소로 취급하는 데 달려 있습니다.
요약 표:
| 특징 | 전도성 실의 역할 | 스마트 깔창의 이점 |
|---|---|---|
| 연결성 | 딱딱한 구리 배선 대체 | 회로 끊김 및 피로 방지 |
| 기계적 특성 | 탄성 변형 가능 | 끊임없는 걷기 및 굽힘 견딤 |
| 센싱 레이아웃 | 어긋난 그리드(예: 5x9 매트릭스) | 고밀도 압력 매핑 가능 |
| 통합 | 원활한 직물 통합 | 편안함 향상 및 신발 부피 감소 |
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참고문헌
- Wei Guo, Lei Jing. PIFall: A Pressure Insole-Based Fall Detection System for the Elderly Using ResNet3D. DOI: 10.3390/electronics13061066
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