Elektronik tekstiller alanında kullanılan devre ve iletken materyallerin dokuma kumaş yapısına entegrasyonu
The integration to woven fabric structures of electronic circuits and conductive materials that used in the field of textile
Yazar: MUSTAFA OĞUZ GÖK
Danışman: DOÇ. DR. BANU HATİCE GÜRCÜM
Gazi Üniversitesi / Güzel Sanatlar Enstitüsü / Tekstil Tasarımı Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Güzel Sanatlar = Fine Arts ; Tekstil ve Tekstil Mühendisliği = Textile and Textile Engineering
Dizin: Akıllı malzemeler = Intelligent materials ; Akıllı tekstil = Smart textile ; Dokuma kumaşlar = Woven fabrics ; Nabız = Pulse ; Tekstil tasarımı = Textile design ; Ürün tasarımı = Product design

Özet:
Gelişen teknolojiye bağlı olarak tekstil de bu gelişimden önemli bir derecede etkilenmiştir. Tekstil sadece örtünme amacıyla kullanılırken gelişmelere bağlı olarak örtünme ile birlikte farklı ihtiyaçları da karşılama görevini üstlenmiştir. Bunun sonucu olarak da "Teknik Tekstiller" olarak tanımlanan yeni bir tekstil alanı ortaya çıkmıştır. Teknik tekstillerin kullanım alanları gelişen teknolojiye bağlı olarak hızla artmıştır. İnşaat, ziraat, sanayi, sağlık, vb. birçok alanda kullanımı yaygınlaşmıştır.

Teknik tekstillerin yüksek katma değere sahip bir alt başlığı olan "Akıllı Tekstiller" de önemli bir konuma gelmiştir. Akıllı tekstiller, sıradan tekstillerden farklı olarak çevreden kaynaklanan bir değişikliği algılama ve bu değişikliğe karşı bir cevap verme özelliğine sahip ürünlerdir. Diğer tekstil ürünlerine göre yüksek performans ve kullanım özelliklerine sahiptirler. Akıllı tekstil ürünleri, özellikle 2007 yılından itibaren prototip olmaktan çıkıp günlük yaşamımıza girmeye başlamıştır. Markalar ürünlerini modaya uygun olarak ortaya çıkarmaya başlamışlardır. Bu değişimler tasarımcıların dikkatini bu noktaya çekmesine neden olmuştur. Bu gelişimin sonucu olarak sanat, moda ve teknoloji birbiri ile disiplinler arası bir bağlantı kurmuştur. 

Tez kapsamında "Elektronik Tekstiller Alanında Kullanılan Devre ve İletken Materyallerin Dokuma Kumaş Yapısına Entegrasyonu" konusu incelenmiştir. Bu çalışmada geniş bir literatür çalışması yapılmıştır. İlgili araştırmalarda yapılacak tasarımda kullanılabilecek materyaller veya materyal olarak kullanılmasa bile tasarım yöntemi olarak katkı sağlayabileceği düşünülen araştırmalar ve konu hakkında bilgi veren yayınlar incelenmiştir. Yapılan yayınlarda özellikle teknik tekstiller, akıllı tekstiller, elektronik tekstiller ve elektronik tekstil materyallerinin temel alındığı çalışmalar incelenmiştir. Tez için yapılacak tasarımda kullanılması muhtemel olan iletken tekstil malzemeleri, sensörler, yazılımlar, GPS modülü, GPRS modülü veya tekstil anteni sistemleri daha çok araştırılmaya çalışılmıştır.

Çalışmanın ilk bölümünde giyilebilir elektronikler alanında teknolojideki son gelişmeler, kullanılan yöntemler ve uygulama örnekleri incelenmiştir. Uygulama projesi için gerekli olan malzemeler tespit edilmiş ve temin edilmiştir. Çalışmaların titiz bir şekilde yapılabilmesi için ve çalışmalardan doğru (gerçek) sonuçlar alınabilmesi için elektrik-elektronik mühendisliği laboratuarlarında çalışmalar gerçekleştirilmiştir.

İkinci bölümde kablosuz bir şekilde uzaktan nabız ölçümü yapabilen bir sistem tasarlanmıştır. Bu sistem ile birlikte vücuda yerleştirilen kumaş elektrotlar sayesinde kişinin nabız değerleri ölçülmüştür. Ölçülen bu değerler bilgisayar ekranında görüntülenmiştir. Özellikle Avrupa ülkelerinde yaşlı insan nüfusunda artış gözlenmektedir. Yapılan bu çalışma ile yaşlı insanların sağlık değerlerinin uzaktan izlenmesi sağlanarak gerekli önlemlerin alınmasına yardımcı olabilecek bir tasarım oluşturulmuştur. Tez çalışması genişletilerek nabız değerleri ölçülen kişinin konum bilgisi GPRS modülü kullanılarak alınmıştır. Burada amaç herhangi bir olumsuzluk durumunda kişiden alınan koordinatlar sayesinde hızlı bir şekilde ulaşım sağlanabilecektir. Bu çalışmanın yapılmasındaki amaç hem kişilerin uzaktan izlenmesine yardımcı olmak hem de bir olumsuzluk durumunda hastaya kısa sürede müdahale etmektir. Bu tez çalışması genişletilerek GPS sistemi ile birleştirilmiştir. GPS sistemi ile birlikte belirlenen durumların dışına çıkılması halinde (örneğin nabız değerinin yazılımda belirlenen değerin altına veya üstüne çıkması durumunda) önceden belirlenen bir numaraya uyarı mesajı atarak bilgi vermesi sağlanmıştır. Böylelikle görsel bilgilendirme sağlanabilmektedir. Elde edilen veriler kaydedilmekte ve gerektiğinde incelenebilmektedir. Bu sistem zihinsel ve bedensel özürlüler, bebekler, çocuklar, kalp hastaları, askerler ve yaşlı insanlar, vb. birçok alanda insanlara avantaj sağlayabilecektir. Sistemin prototipi ve SMT ile tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu sistem tasarlanan dokuma giysiye entegre edilmiştir. 

Tez kapsamında günümüz teknik/akıllı tekstil ürünleri incelenerek, gelecekteki uygulamaların ne yönde olacağı vurgulanmıştır. Ayrıca, bu tür malzemelerin tekstil-moda ve sanatı birbirine yaklaştırdığı, moda ve giyim sektörlerinde büyük değişimlerin yaşanacağı, ileri teknoloji tekstil ürünlerinin ve malzemelerin disiplinler arası çalışmalar sonucu üretildiği sonucuna varılmıştır.


Key Words : Akıllı tekstil, E-Tekstil, Nabız, GPS, GPRS

Abstract:
Textiles are affected from development significantly depending on the advancing technology. Textiles used only for the purpose of covering in the past, they undertook different needs with covering depending on development. As a result of this, a new field of textiles has emerged defined as "Technical Textile". Usage of these textiles has increased rapidly due to advancing technology. They have used in many areas like construction, agriculture, industry, health, etc.

"Smart textiles" that having high added value are a subheading of technical textiles. They have a prominent position. They can perceive the environmental effects or changes and react against these unlike ordinary textiles. Compared to other textile products, they have high performance and handling properties. Smart textile products especially since 2007 began to come into our daily lives and they are produced not a prototype, as a daily product. Trademarks have begun to uncover according to the fashion of the product. This has led to draw attention to this point of designers. As a result of this development, art, fashion and technology have established interdisciplinary connection with each other. 

In the thesis, "The Integration to Woven Fabric Structure of Circuit and Conductive Materials Used in the Field of Electronic Textiles" was examined. In this study, a fairly large literature was performed. In related researches, materials that can be used in the design or even if not used as material the considered researches that can contribute as a design method and publications providing information on the subject are examined. In the performed publications, the studies that including "technical textiles", "smart textiles", "electronic textile" and studies that related to e-textile materials were examined comprehensively. Conductive textile materials are likely to be used, sensors, softwares, GPS, GPRS or textile antenna Systems have tried to further exploration for thesis.

The latest developments in the field of wearable electronics technology, methods and applications examples are examined in the first part of the study. Essential materials have been identified and provided for application projects. In order to conduct rigorously and obtain accurate results from studies, studies are performed in electric-electronic engineering laboratory. 

In the second part, the system is designed in a way that can remotely wireless heart rate measurement. The person's pulse rate could be measured with this system by the implantable electrodes. These measured values are displayed on the computer screen. The elderly population has been increased especially in European countries. Together with this study, remote monitoring of particularly elderly people's health value was provided. A design was created to help take the necessary precautions. Thesis expanded a little more. Location information which the person's measured heart rate values is received by the GPRS system. The aim of this study is quick access to person in case of any negative. This study was developed and combined with GPS system. When the conditions fall outside the set, the GPS system send a warning message or give information by call to a predetermined number. The obtained datas are recorded or are analyzed as necessary. This system can advantage to mentally and physically handicapped persons, babies, children, heart patients, soldiers, elderly people, etc. The prototype and SMT design of the system was carried. This system is integrated into the designed woven garments.

In this thesis, the current technical/smart textile products have been examined and in what direction it is the future applications will be highlighted. Also, these type materials bring closer textile, fashion and art to each other and bring grate changes to fashion and clothing. This development can be provided by interdisciplinary work.



Key Words : Smart textile, E-textile, Heart rate, GPS, GPRS