Prototyp: Infineon integriert MP3-Player in die Kleidung

"Wearable Electronics" bald für Unterhaltung, Medizin, Pflegewesen und Logistik?

Infineon hat erstmals funktionsfähige Prototypen von Mikroelektronik-Schaltungen zur Integration in "intelligente" Textilien bzw. Kleidung vorgestellt, um den Stand der Entwicklung und die Verfügbarkeit von Grundlagentechnologien zu zeigen. Unter den Prototypen der Gattung "Wearable Electronics" befindet sich ein sprachgesteuerter MP3-Player, der in Zusammenarbeit mit der Deutschen Meisterschule für Mode in München entwickelt wurde.

Artikel veröffentlicht am 26. April 2002, 15:49 Uhr, Christian Klaß

Die Elektronik des MP3-Players kann direkt in den Stoff von Kleidungsstücken eingearbeitet werden und ist so verpackt, dass sie auch ein Waschen der Kleidung schadlos überstehen können soll. Der gesamte MP3-Player findet inklusive Mikroprozessor zur Sprachsteuerung auf einem winzigen Chip Platz. Eine auswechselbare Multimedia Card übernimmt das Speichern der Musiktitel. Die Sprachsteuerung des Prototypen funktioniert unabhängig vom Sprecher und kann alle üblichen Tastenfunktionen übernehmen. Die elektrischen Verbindungen zwischen System, Speicher, Kopfhörer, Mikrofon für die Sprachsteuerung und Stofftastatur sind aus speziell für diesen Zweck angefertigtem leitfähigen Gewebe gefertigt. Studentinnen der Deutschen Meisterschule für Mode in München haben verschiedene Kleidungsstücke entworfen, anhand derer die fertige Anwendung bereits demonstriert werden konnte.

Das Design-Konzept des MP3-Player-Prototypen besteht aus vier Einheiten: Audio-Chip-Modul, abnehmbares Akku-/Multimedia-Card-(MMC-)Modul, Kopfhörer/Mikrofon und flexible Sensortastatur. Die genannten Komponenten sind elektrisch über Gewebebänder mit implementierten Leitungen verbunden. Der Audio-Chip kann direkt mit Mikrofonen, Kopfhörern, Speichern, Tastaturen, Displays, Sensoren und Aktoren verbunden werden. Die Software definiert die Betriebsart des Audio-Moduls: MP3-Player, sprecherunabhängige Spracherkennung, Text/Sprach-Umsetzung, Musiksynthesizer usw. sind möglich. Das Modul misst nur 25 mm x 25 mm x 3 mm.

Funktionsfähiger Prototyp: MP3-Player steckt in der Kleidung

Das rund 50 g wiegende Akku- und MMC-Modul umfasst eine Lithium-Ionen-Polymer-Akku für einen mehrstündigen Betrieb und wird mit einem einfachen Stecker an der Kleidung befestigt. Die MMC bietet eine Kapazität von 64 MByte für digitale Audio-Daten. Das Modul kann einfach entnommen und per PC mit Daten versorgt werden.

Die flache Tastatur wird aus metallisierten Folien auf einem leitenden Gewebeband realisiert. Die Metallfolien sind mit einem in der Kleidungsindustrie genutzten Kleber befestigt. Ein winziges Sensor-Modul ist mit den Metallfolien verbunden und registriert die Betätigung der Pads. Das Kopfhörer/Mikrofon-Set ist ebenfalls über das Gewebeband mit dem Audio-Modul verbunden.

Die Verbindung zwischen Textilien und der Elektronik hat ein grundsätzliches Problem im Größenunterschied der Strukturen, die im Mikrometerbereich bei den Chips und Millimeter-Bereich bei den Textilien liegen. Infineon setzt dabei auf zwei verschiedene Methoden: Einmal kann das Chip-Modul auf ähnliche Weise wie beim Wirebond-Verfahren mit den leitenden Gewebebändern verbunden werden. Im anderen Fall wird eine flexible Plastikfolie (ähnlich einer flexiblen Leiterplatte) mit aufgebrachten Verbindungs-Pads genutzt, die mit der textilen Struktur verklebt bzw. verlötet wird. In beiden Fällen sind das Modul und der Verbindungsbereich hermetisch gekapselt.