Investigación y desarrollo de sistemas de transmisión y recepción de energía inalámbrica empleando tecnología de bordado sobre un sustrato textil

Abstract

[ES] Los tejidos inteligentes o textrónica es una materia interdisciplinar en el proceso de producción y diseño de materiales textiles. Pese a que las tecnologías y los materiales necesarios para el desarrollo de tejidos inteligentes han avanzado mucho en los últimos años, todavía existen algunas barreras para que este tipo de artículos se puedan encontrar en el mercado. Una de las principales limitaciones es la baja automatización a la hora de fabricar un textil inteligente. En alguna parte del proceso es necesario incorporar de manera manual los sensores o actuadores para el desarrollo del artículo inteligente.

Mediante la presente investigación se pretende minimizar este hecho ya que a la hora de desarrollar los tejidos inteligentes se va a emplear el proceso de bordado. Mediante esta tecnología, se dispone de capacidad para insertar hilos de altas prestaciones, como puedan ser hilos con propiedades conductoras de electricidad en tejidos. Se trata de una herramienta eficaz para integración de sensores, actuadores, interconexión y transporte de energía en todo tipo de tejidos, así como, para el desarrollo de nuevas estructuras textiles técnicas de alto valor añadido.

En este trabajo se utiliza la tecnología de bordado para el desarrollo de bobinas de inducción sobre textiles empleando hilos conductores con el fin de dotar al textil de capacidad para transmitir y recibir energía de manera inalámbrica.

La investigación se basa en el diseño de diferentes diseños de espiras, el empleo de diferentes sustratos textiles e hilos conductores con el fin de evaluar el que mejores resultados presenta a la hora de transmitir energía de manera inalámbrica.

[EN] Smart textiles or textronics is a interdisciplinary matter within the scope of the production and design processes of textile materials. Despite the progress achieved in technologies and materials related to the field of smart fabrics throughout the last years, there are still some barriers that hinder the entry of these products in the market. One of the main barriers is the low existing automatization in the fabrication process of smart textiles, what makes the manual incorporation of sensors and actuators necessary, in order to produce smart products.

The present research aims at minimizing this fact by means of the use of embroidery technology when producing smart fabrics. This technology will enable to insert high performance yarns, such as electrically conductive yarns, in fabrics. This is a very effective tool to integrate sensors and actuators, interconnect components, supply electric power to all kinds of fabrics, and develop new and high added value textile structures.

Embroidery technology is used in this work to produce induction coils integrated in textiles using electrically conductive yarns with the objective of providing these textiles with the capability to transmit and receive energy wirelessly.

The research is based on designing different types of flat spiral coils, using diverse textiles and conductive yarns, with the goal of assessing the performance when carrying energy wirelessly.