Desenvolvimento e caracterização de sensores de força - pressão flexíveis piezoresistivos

Abstract

A pressão exercida em objetos ou em determinadas partes do corpo aquando da realização de algum movimento pode ser medida através da integração de sensores de pressão num têxtil. No caso da integração em vestuário, a flexibilidade de um sensor tem extrema importância. Uma forma de produzir sensores de pressão flexíveis é através da utilização de tinta piezoresistiva capaz de detetar pressões muito reduzidas. O sensor é constituído pela camada de tinta piezoresistiva, cuja resistência elétrica varia com a pressão que lhe é aplicada e elétrodos para fazer a ligação elétrica. Este trabalho visa o estudo da aplicação da tinta piezoresistiva em combinação com tinta condutora elétrica ou tecido condutor para constituir os elétrodos. Estas são aplicadas sobre um tecido. Procura também explorar quais as melhores configurações para os sensores, inclusive os parâmetros de produção mais adequados. Neste trabalho descreve-se todo o processo de aplicação das tintas através de estamparia e a avaliação do funcionamento dos sensores resultantes. Ao analisar os resultados obtidos, concluiu-se que foi possível produzir sensores funcionais utilizando elétrodos em tecido condutor. Por outro lado, a utilização da tinta condutora foi bastante problemática, tendo apenas uma das configurações utilizadas fornecido resultados interessantes.

The pressure exerted on objects or on certain parts of the body when carrying out a movement can be measured through the integration of pressure sensors in a textile. In the case of garment integration, the flexibility of a sensor is extremely important. One way to produce flexible pressure sensors is through the use of piezoresistive ink capable of detecting very low pressures. The sensor consists of a layer of piezoresistive paint, whose electrical resistance varies with the pressure applied to it and electrodes to make the electrical connection. This work aims to study the application of piezoresistive ink in combination with electrically conductive ink or conductive fabric to form the electrodes. These are applied over a fabric. It also seeks to explore the best configurations for the sensors, including the most suitable production parameters. This work describes the entire process of applying paints through stamping and the evaluation of the functioning of the resulting sensors. By analyzing the results obtained, it was concluded that it was possible to produce functional sensors using electrodes in conductive fabric. On the other hand, the use of conductive ink was quite problematic, with only one of the configurations used providing interesting results.