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未来5年内自供电织物触摸传感器将颠覆电子纺织
2017-10-15

  出了可用作人类活动检测器的形状适应性电子纺织品(简称•▼☆“SET●□▽”)◇☆•★,将聚四氟乙烯(PTFE)和银(Ag)纱线通过绕线机依次缠绕在轴向金属化银纱线上▼□●▼▷。

  当提到可穿戴设备时☆◇☆□-,大多数人会想到戴在手腕上的智能手表▪▼☆☆、健身监视器和心率监测器等△▷○○。然而•▽=,可穿戴设备市场已经远远超越了这些标准设备••▼◁■■,在多个不同领域的新兴市场已经暂露头脚□…▼。能够提供医疗保健功能的智能服装便是众多新型市场中的一个=-◇,它是将电子产品编织到衬衫▽▽☆▼▽、毛毯◆-▽、绷带…★◁•○▲、针织帽或裤子中△□•,以此来执行特定的护理功能•-。

  智能服装也可以被称作电子纺织品◁●▼,目前正处于发展的初级阶段◆▼▲•△◇,在医院和其他护理机构的实际应用非常少▲●◁■★。然而▼◁●●,这项技术的潜力是巨大的••▲,许多医疗机构和医疗设备制造商都在积极寻找智能服装的试点项目■☆■▽▷▼,并研究最新的电子纺织技术•-☆◆。实际上◁•,智能服装在医疗保健领域有着这样的期望——在未来5年里…▽●○▷=,它将颠覆整个行业■◇□★◇▲。

  迄今为止△…▪…,在日常生活中▼■▲,已经出现了许多可穿戴电子设备☆▲○,例如衣服=◆,眼镜▽○,手表▲▷★•▪●,甚至是智能传感器…□=★。但是上述设备通常需要电池作为电源◇◆★△,缺少灵活性和轻便性△◇☆▪●•。此外◇▼▪,可穿戴电子设备在透气性☆▼•◁○,柔韧性和轻量化方面仍然面临巨大挑战•=☆▪•。另一方面◁-☆□■,智能触摸感应系统对于人机交互界面至关重要■…▽◇▼▷,尽管人造皮肤传感器具有高灵敏度和形状适应性的优点○★•★-…,但它们在皮肤友好性-▲△▷••、透气性和舒适性方面仍需要很大的改进◁=▪…▪。

  考虑到制备过程的特点•○=▲=□,SET可以简单地大规模集成到织物/布料中▽△。首先…▲○,制成的SET具有空气超透气性□▷=•,高灵敏度▽▷▽▪,快速响应时间和稳定的输出性能○◆…★。其次•○△▲■◆,制作出的SET还可以灵敏地主动监视人体的运动=▪▪△▪,这为用作自供电主动运动传感器提供了潜在的应用△…。

  为了满足可穿戴电子设备的柔韧性-◇■☆●=,透气性和柔软性的要求=-△…□□,SET采用同轴纺织材料制成▪◆☆,具有芯-壳和正交结构☆◇,如图1a所示-•,共三层-•▽。外层和内层均为银(Ag)丝☆□-■,充当电极★☆•◁。中间层是作为摩擦层的PTFE纱线■▼□▽△★。编织机用于将单线编织在一起并形成核壳结构○△■▽□。PTFE纱线和外部Ag细丝之间的PVA用于增加接触分离距离并确保输出性能●=▽●=。最后▪■▲,通过针将制成的SET进一步编织成可穿戴的多功能纺织品▲△▪▲,以从人体运动中获取机械能◆=■★▪。SET的横截面形态如图1b-(i)所示☆▪▪★=△。可以清楚地看到•■,在外银丝和PTFE层之间有一些孔◇☆,这有助于增加接触面积○◁。此外▷◁◁•▽,编织SET(尺寸为9×6 cm2)的外观如图1b- (ii)所示-•△◇☆。

  图1•=▪◇▽□. SET的结构示意图和工作机制●△☆…▷▽。 a)具有同轴结构的SET的示意图▪▽=□。 b)横截面的光学显微镜照片和SET纺织品的光学照片◆…-=。 c)SET的示意性工作原理▽☆▲▽…▷。

  SET的工作机制是基于摩擦电器件的四种工作模式的垂直接触分离模式▪◇△。由于介电PTFE材料和导电Ag电极之间的摩擦极性差异很大▷△▷=,因此可以轻松地进行电荷转移▷▲。图1c显示了接触分离过程中发电进度的电荷分布▽☆□。一旦PTFE纱线接触/分离银丝▲=▲★▷▼,由于电势差★▲□■●,电荷将在摩擦层和电极之间转移▪▼◁…。通常◁…◇▲▷◁,在几个摩擦循环后□▲▽▷,PTFE和Ag织物会彼此获得相同数量的正电荷和负电荷◇△☆=。在正常状态下▲◆,当没有在同轴设备上施加压力时□▽★,外部银不会与PTFE接触◇▲△■▲,因此在两个电极之间既不会产生电荷也不会产生电荷的转移(图1c-(i))▽◆◁。一旦外部Ag到达PTFE▷△=□☆,电子将从内部Ag电极流到外部Ag电极=•••◇★,以平衡PTFE层与外部Ag电极之间的电势差(图1c-(ii))■★●……●。但是★■☆☆••,当外部Ag电极与PTFE完全接触时◇•■●▽,电路中将没有电流▼=▽,因为结合的电荷在两层表面上保持中和•◆●□▼▷,如图1c-(iii)所示▼○。此外-◆▽■•▪,当外部Ag电极远离PTFE层时▪◆•▪,电子将流回内部Ag电极(图1c-(iv))□□•。如上所述▪☆◇,说明了SET垂直接触-分离模式整个周期的信号产生过程▼●。图2表明了对SET性能的研究•◁。

  图2■▪. SET的电气输出性能△■▲▼-▼。 a – c)示出了在10N△□,7N和5N的不同编织张力下的单一复合纤维表面的SEM图像▼●,随着张力的降低□○★●●,外层银纱线将变得致密★★-。 d)SET在不同电阻下的输出性能☆★…○△△,电流和功率取决于各种负载电阻■★-☆,在电阻达到10MΩ之前=☆,SET的Isc几乎稳定▼★…。 e)Voc和f)Isc在不同张力下的输出性能□•▷▽▪。 g)Voc和h)Isc的信号具有不同的PVA层★■•▲,制造了不同层的PVA纱线以比较它们的能量收集能力▲○。

  得益于针织物优异的柔软性★-▽▽△,柔韧性和透气性●▪◇□,SET可应用于各种弯曲的情况•☆□◁。图3a★◆▪◇…-,b所示◇•▼▷▲,分别显示了在各种曲率下的SET的图片以及其在曲率范围为4-7 cm 时-▼■,Voc和Isc信号◁◆▪。可以看出▲●▷★-▽,输出的Voc和Isc符号将随着曲率的增加而减小▲☆◁,这是因为较高的弯曲度确保了Ag和PTFE之间足够的接触面积…▷▪。此外◁◇◆▼-,SET已经在不同变形条件下的可穿戴电子设备中得到了广泛的应用☆…•。图3c显示了SET如照片当中揉搓时的Voc大小▽△▲,其峰值约为4V□◇△。同样▷▪▷▲△,图3d – f是肌肉◁■△,肘部和手腕扭曲时SET相应的照片及其Voc大小☆▷…••。值得注意的是▼▷,肌肉和腕部过程的实时Voc信号不像另外两个过程那样规则◁■,因为接触-分离这两个过程并不完整且不明显•□△▽。此外★◆△-◁•,肘部扭转时=▼☆▽☆,Voc信号达到约5▼=▷◆.8 V的最大值▽•▷★,因为高强度确保了完全的接触-分离和进一步足够的接触面积-=△□。还可以在不同的手动条件下测量输出性能••■☆◁◆,证明了其在可穿戴电子设备中的广泛应用•◆■--○。

  图3▪=. SET的输出性能◆•◇▷。 SET具有不同曲率的输出▲□•★-•:a)Voc▲•△; b)Isc的曲率范围为4至7 cm▷=。 c)揉搓时输出SET的Voc-•◁。 d – f)SET在身体运动监测中的应用△☆▷★□:d)肌肉◇◁,e)肘部◁=,f)手腕…◆▲◆。

  学术研究机构正在努力的发展智能服装-•△☆,并正在致力于商业化●▽▽=,高科技面料以及微电子技术的进步…▲★,正在为与健康相关的电子纺织品提供更多的发展机会□▪…▼★○。

  目前☆•▲▼=,很多想法已经着手进行试点-◁,比如用于缓解慢性背痛的T恤▲▽▽○★▪、用来监测慢性肺部疾病患者呼吸速率的衬衫•△=▲•◆、用于监测孕妇子宫收缩和胎儿心率的腹带•□▪、供糖尿病患者使用的压力监测袜子以及为严重心脏病患者提供的带有电击功能的衬衫•-•○▼。

  一些专家认为■•,在医院里☆▲,智能衣服将有望完全取代用于追踪心率□▷、血压和氧气含量的床边监测设备■▷□•▲-。最近◇★●,在智能服装中整合手势识别的想法已经引起了Google – Levi项目组的兴趣▲◇,他们为自行车骑行者提供了具有手势识别功能的夹克◆▪□■◇。许多专家认为手势识别能够在智能服装领域找到它的一席之地□▲▼,这项技术可以供截瘫患者使用…◆☆☆□,也可以为患有中风或心脏病的老人或者躺在病床上的老年人使用▽●。在未来的五年里■…,这些价格低廉●•◁□◁、技术成熟的产品将很难被超越▲●。

  触觉反馈或在用户界面中使用触摸感知△☆☆•◆△,这在电子纺织品中有将很大的前景△○●,因为它可以很容易小型化●▽▪,不需要移动机械部件=●▪•=。触觉反馈将被用于电动肌肉刺激(EMS)◆△□●,它可以感知病人肌肉所产生的从小到大的力量-•。有触觉反馈技术的智能衣服可以在任何时候☆▲,用在身体的任何部位★□★◆,用来刺激肌肉运动或康复▼◆●•。

  本期直播分享主题☆◇-□…▼:电子老顽童☆•-:深入讲解BuckTop结构及搭建Buck电路方案验证直播亮点★□▼△△▪:1◆☆▪•☆、

  黑光主要是采用两颗星光级图像传感器•□-▲,通过特殊的光学元器件=▷◁◁▲▷,其中一颗传感器通过红外补光采集图像亮度信息•▲◆▼★.=•=-★★.◆=★.…△-●•.

  星光级摄像机作为近两年安防监控市场上的主流产品★▼◆,受到广大工程商的喜爱▼◆●,也是目前行业中众多厂商解决夜晚▼…▷=•….•▲★▼.=●.◁•◆.

  物联网层次结构分为三层■★☆-,自下向上依次是◇•★:感知层=◁▲▷、网络层▼◇□▷▪•、应用层…◁▼☆=△。感知层位于物联网三层结构中的最底层☆▷◇●◇,•◇.▽▽.◇◆.◇●▪▲•.

  思特威SmartClarity再添新成员H系列产品○▼■…○,国产CMOS图像传感器获突破◆☆•◁。日前•■▷-,思特威推出全◁○.★●=.●☆▷•◆.▽★★●••.

  1月9日消息=▽▲●,英飞凌发布全球最小3D图像传感器★•▷■▪□, 3D面部解锁设备迎来新技术■=•。据外媒报道▷□▽▲△,德国科技大▼▽.■••.◇….…●.

  操作时◆◁○=,一-端用绝缘柄鳄鱼夹先夹住电源一相□◆▲☆▲,另一端只需要碰一下电源的另外两相▽••,通过两灯亮度差能很快判▲▪-…●•.…▷☆□○.-•☆.●▲★▷▪.

  工业物联网就是在工业系统中的使用物联网技术★=-,使机器彼此之间以及与其环境和其他基础设施进行通信●••◇◁,并使其□□◁☆.=●▼▪◁•.●○▲.•○◆.

  该研究人员所属的团队开发了第一个物联网光学传感器来监测干燥路面上的残留盐量•=▲▷▪▽,…◇••▲-“这对于预防措施非常有意▽▷.…◇=.=□.◁▼◁▷◇.

  这些平台使用无线传感器来获取和分析实时数据☆□◇△◁=,包括房屋利用率○☆、效用和资产使用情况◇△◁。

  物联网领域正在开发数以千计的新创意★▼■,这些创意有可能为组织带来真正的价值▲●。

  物联网是一种松散的微型传感器▲▷▷◆,似乎可以嵌入到所有东西中…□◁▪,并可以做很多事情-◆▷●。

  物联网的扩展速度令人难以置信●•○★。据Gartner称◁▲★◆,商业建筑中安装的物联网传感器将从2015年的3◆■○◇▷■.7-○.▪▷○★•.○▪……○•.☆■▼□○.

  □▪△“传感器和可穿戴技术的使用使农民能够监控单个奶牛-▪■▲☆,农场主不再需要根据牛群平均值来工作■□◁,而是能够更有效▪▪■▲.•□.▪▷.•▪☆•.

  随着网络技术和通信技术的发展▼▲,传统的身份认证技术对于信息安全表现得越来越有些力不从心了-…。

  农民开始使用物联网▼●-▽•、无人机和人工智能来提高产量和质量-=□•▽■,同时优化农业生产所需的人力=△◁●…。

  物联网可以使零售商直接受益的关键方法之一是通过信标技术▪=,该技术可以为路过某个零售商店的消费者提供优惠--•□○■.◁-△☆.☆▪◆☆○★.△▪★▷☆▷.

  除了监测之外…•,物联网系统还允许警报配置•□▪◆=,这意味着农民不需要一直检查数据▽•★。

  由于建筑商的IT预算非常低●▷◁▪▽▲,因此如何在资源有限的情况下最大限度地利用物联网成为了一个挑战•▼▲◆=▲。

  物联网将在战场中出现=○▷●:智能设备◆◆、士兵佩戴的传感器和无人机将产生源源不断的可操作数据▼▽▲☆☆=。

  动力环境集中监控系统从上世纪90年代开始起步◁▽△▪◆•,经过十多年的发展◁◁••,目前已经成为网络运维系统的重要组成部△-★△.○▼.•★◇.○=■•….

  一个监控我们家里活动的传感器▷◇◇-☆;一个帮助我们锻炼身体的智能手环-••◆;或者一个帮助我们保持室温的智能温控器=□○▪▷△,☆★…◇□.◆☆▲•-□.△★….△○.

  2020年1月7日-▪,CES2020国际消费电子展于美国拉斯维加斯举办▽•◇▼★。作为世界最大的消费类电子产品展★▲-△▷.▼…●….◇◇△.…•◇.

  据Patently Apple报道☆•…○◁■,美国专利商标局于近期授权了苹果一项新专利◇▲▽▪,涉及未来的 Apple△▪◇◇•.○▽▪△▲▽.▼★•….▲▼.

  齿轮传感器在测量机械设备的转速时◁◆-,被测量机械的金属齿轮△▪◁○、齿条等运动部件会经过传感器的前端■▽▽●,引起磁场的•△■★◁.●▽△☆…▪.★○-.○■▪□.

  随着电子元器件的微型化▲△•△◇◇,在smt贴片加工现已出现0■….4mm ×0◁★•.2mm的片式元器件★=◇▽▷-,而吸嘴又高速与▷▷▲◁•.●○.▲○△.▪▼▽◆.

  据外媒报道□-◆★◁,苹果应用商店(App Store)的增长在 2019 年似乎有所放缓☆■●◁,对于该公司专注于发▲•◇.■△◇◇-.●☆.▪--▲▲.

  在1月7日的CES发布会上☆=•◆,华米除了发布了意料之中的Amazfit智能手表新品外◇▽◆,还带来了许多意想不=◁○.▲△▷□☆◆.▽•■▷.=△.

  据外媒报道◇•◁,Valencell总裁Steve LeBoeuf表示▽…☆,耳朵是测量血压的最佳部位之一▷■…,因为▷▼◁▲☆○.★▲…■.●…=☆■▲.◇■○☆●.

  2020年这才刚过几天▷-••,各种电子产品涨价的消息就接踵而至了-☆-▲☆▽,内存■▲○▷-、显存▷▷=◁▼、闪存的价格要涨●□=■◆,MLCC电容◆■•◇▲.▽•-.…□◁▼■.◆•■.

  异常输出信号的保持★◇□◆,保护功能工作时•=□,如果设置在变频器输入侧的电磁接触器(MC)为开路□★▷,将失去变频器的▪▷▪◁▲•.△▷▲○◆▽.▼□…=.•=◆.

  2020年这才刚过几天=-△▪☆•,各种电子产品涨价的消息就接踵而至了□■☆-●•,内存▲…▲●、显存▪○=▷、闪存的价格要涨□△,MLCC电容△■◇●•●.△☆.○•◁.☆△.

  在过去◆▲●,有许多优秀的运算放大器电路的集合★-□•●,但他们都专注于分供电路-▽○▪◁。•◆◆☆▼.★●○▽-■.○…•.

  近日□=●◁,普利司通集团(简称=△“普利司通◁•”)发布新一代传感器技术○△,通过将智能应变传感器安装在轮胎内部▷-=◁○☆,测量□■●.☆△◇.▲☆.☆=□.

  1月8日消息☆•,汽车照明企业欧司朗在2020国际消费电子展(CES)联合瑞士林斯比得汽车公司(Rins◆●▪.▪□●▲◆▪.▼▲.▪=▽◆△.

  随着智能生产制造技术的快速发展△-◆•▽,各行业领域对自动化技术的需求将会越来越高◆△▲--。

  康涅狄格大学的工程师设计了一种无毒▷★▲…▽、可生物降解的装置★▽,该装置可以帮助药物从血管进入脑组织——这是传统▷■■●◆.=●●…★☆.•△.▼◁….

  迎广在CES 2020上推出了B1迷你ITX机箱…☆,采用了钢化玻璃侧透设计▲•●○,内置200W SFF电源●◁。●○.▪☆▼▷.▪◁.•△.

  虽然这两次地震幅度都不算大=••△,但今年已经发生了好几起地震•▲,伴随着火灾▲•●●▽•、水灾等天灾人祸▲△□,相信各种应对灾△•○◆○.△=•■★●.•▲△△.▼☆.

  提到位移传感器◇•▲,大家就会想到很多种▲▽◁★,比如非接触的有激光位移传感器和超声波位移传感器还有接近开关◇□…★。接触式的位移传▽□▷.▪▷□.★=☆◆.

  如图是一款便携式设备◇□▪△,7□▷.4V锂电池供电▼•▪-,支持USB充电◆☆▽▷◆▪。设计了一个双电源切换电路如下…▷:使用时=◆◆○▪,USB插入时◇▼□•◆-,能正●☆▷◆•★.…☆▽…■.▼-◇=▪▽.

  现在主流的电源设计●▪▪☆•▷,电源模块一般出一路直流电源★■,例如+28V◇☆◇、+24V●◇◁、+12V(称为一次电源)这样电源模块的主要作用就=•○.○▷.=★▲.

  分享一个简单的六轴分电板设计 19年自己组装了一台大四轴□○▼,当时瞧不上某宝几块钱的分电板于是自己动手画了一个-=☆▲…。可◇★□☆◇.◇□□▲○.★■●▽▲.

  最近新做了个电源板▷◇☆◁。ON/OFF为主板反馈5V电压☆▪▲,主板按键开机后•▽◇,ON/OFF反馈高电平时▷▲◁▷☆,三极管有的时候导通几□•.▼▽•.◁▽◇.

  CS5038 铅酸电池/三节锂电池串联12V升压至22V/5A大电流DC-DC升压解决方案

  电子产品中 DC-DC 升压电路应用广泛◇□▪▷○。音响也不例外★●▷-△▽,尤其是电池供电的户外音响-●□□-,为了提高输出功率★-,把电池电压升高-◇=.•▲□●.-■○.

  如图•◁◁★★: 升压芯片tps61088•◇,输入11V左右○▷▲,升压输出12V▽●★◇☆…,输出端串一个共模电感▽□。 调试时发现输出电压异常接近无◆▽▷▷,输入•▼▪●◆.•◁●◁.■☆●★▽….

  济南星峰自动化设备有限公司生产的拉线位移传感器有两种信号输出的□-▼,纺织品行业有数字量的拉线笔编码器和模拟量的拉绳电阻尺▪▽。而◇□▼==◇.=▷◁◇•=.☆◁◇…•.