Un indumento intelligente lavabile? Due start-up innovano i tessili elettronici con inchiostro conduttivo e circuiti impermeabili

16 ore fa p Gary Elinoff Nella maggior parte dei casi, è un gioco da ragazzi che l'elettronica e la lavatrice sono una cattiva combinazione. Ma due startup di Pittsburgh hanno trovato il modo di aggirare il compito ingombrante di rimuovere tutti i componenti elettricamente attivi prima di lavare un capo elegante. Con la tecnologia a inchiostro di Liquid X, le tracce elettriche vengono stampate direttamente nell'indumento.
I chip di ricarica wireless di Powercast, una piccola batteria e la relativa circuità vengono quindi sigillati in un pacchetto impermeabile. L'immagine seguente mostra due LED che si illuminano in un capo elegante. La grande striscia nera è l'antenna ricevente di potenza stampata con inchiostro Liquid X.
Nel mezzo c'è una potenza di raccolta di trucioli Powercast ottenuta dall'antenna. Mentre gli smartwatch sono uno dei dispositivi indossabili più comuni, sembra che i capi elettronici o "e-textiles" siano in aumento. Alcuni ricercatori stanno spingendo le possibilità di tessuto traspirante, resistente indossabile e tecnologia dei sensori, alcuni addirittura ispirati ai succhiatori di polpo. Altri stanno concentrando la loro attenzione sull'elasticità di capi intelligenti, scoprendo nuovi modi per implementare supercondensatori, batterie e sensori estensibili . Liquid X e Powercast si uniscono a questo movimento per l'innovazione e-tessile attingendo a inchiostro elettricamente conduttivo e componenti sigillati impermeabili incorporati discretamente nel tessuto. Liquid X è un produttore di inchiostri senza particelle che possono essere depositati direttamente sul tessuto e-tessile.
Ciò riduce al minimo le fasi di lavorazione, costruendo tracce conduttive con rivestimento conforme. Le tracce sono pieghevoli, estensibili e lavabili. Liquid X afferma che l'hardware, inclusi i circuiti integrati, può essere montato direttamente sulle tracce tramite snap, resina epossidica o pasta saldante.
I chip PowerCast per la raccolta di energia, come il P2110B, quindi convertono la RF in DC. DC è memorizzato in un condensatore. Quando viene accumulata una carica sufficiente, l'unità accende un convertitore boost interno, che aumenta il livello di uscita programmato per caricare una piccola batteria.
Il potere che può offrire non è insignificante; il P2110B può sviluppare fino a 5,5 V a 50 mA. Il dispositivo è ottimizzato per la banda RF da 902 MHz a 928 MHz.
Le sue dimensioni sono 0,625 pollici per 0,530 pollici.
L'unità è conforme alla direttiva RoHS. Funziona su quella che Powercast descrive come "la gamma di temperature industriali". Oltre agli indumenti intelligenti, Powercast spiega che il P2110B trova impiego nei sensori wireless senza batteria, nella ricarica di batterie di piccole dimensioni e nell'elettronica a bassa potenza.
A gennaio, le due società con sede a Pittsburg hanno presentato insieme un prototipo di camicia da atletica intelligente ricaricabile in modalità wireless. I rappresentanti della fiera hanno spiegato che l'elettronica è rimasta vera anche dopo 100 cicli di lavaggio. "A quel punto, il tessuto è in realtà ciò che ha fallito", ha osservato Bill Babe, vicepresidente delle vendite presso Liquid X.
Il prototipo ha dimostrato il concetto di camicia con due LED. Da allora, le due società hanno sviluppato una versione più sofisticata della tecnologia. Una volta completato il progetto del circuito, le tracce vengono scritte sul tessuto.
Questo è paragonabile al deposito di tracce di rame su un PCB poiché l'inchiostro è altamente conduttivo. Anche l'antenna utilizzata per assorbire l'energia RF è stampata sull'indumento. L'indumento animato elettricamente non si basa su RF casuale. Piuttosto, l'energia RF proveniente da un trasmettitore RF Powercast viene irradiata sull'indumento dove viene intercettato dall'antenna. Passa quindi a un P2110B o un dispositivo simile e viene utilizzato per caricare una piccola batteria, che funge da fonte di alimentazione per il capo elettronico. Infine, il sistema è incapsulato in un legame impermeabile per proteggere i circuiti durante il lavaggio della macchina.
Un ovvio uso di questo tipo di e-tessile è nel monitoraggio della salute. Una camicia che copre un intero busto può stabilire un contatto molto migliore con la pelle umana rispetto a circa mezzo pollice quadrato di uno smartwatch. A seconda della durata di 5.
5 V a 50 mA tra una carica e l'altra, è possibile includere minuscoli trasmettitori BLE e utilizzare indumenti ospedalieri con questa capacità per monitorare i parametri vitali della salute del paziente. Prima che un tale concetto possa superare gli ostacoli normativi necessari per qualsiasi dispositivo medico, può trovare impiego in applicazioni atletiche quando una persona che esercita vuole conoscere la propria frequenza cardiaca. Nelle future iterazioni di questo progetto, la dimensione del chip di raccolta potrebbe rivelarsi un ostacolo.
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