Юный ученый рассказал, зачем в одежду встраивать термодатчики и GSM-модуль

В Пензенском университете создали умную жилетку с возможностью автоматической терморегуляции. Как работает эта одежда и когда ее можно будет купить в магазине? Об этом телеканал «МИР 24» спросил автора изобретения Дмитрия Овчинникова.

- Расскажите сначала немного о себе. Сколько вам лет, на каком факультете вы учитесь?

Дмитрий Овчинников: Мне 20 лет, я учусь в Пензенском государственном университете на факультете ФИТЭ, моя специализация – радиоэлектронные системы и комплексы.

- Расскажите об изобретении. Что это за умная жилетка, как она выглядит, сильно ли отличается от обычной?

Дмитрий Овчинников: Внешне она ничем не отличается. Вся разница между обычной жилеткой и жилеткой, которую представляю я, – это наличие специальной подкладки, в которой находится вся электроника, нагревательные элементы и так далее. В данном случае одежда выполняет функцию нагрева и поддержания определенной температуры, которую можно задать с телефона. Но ее функционал можно расширять.

- Я спрашиваю потому, что сама одежда с функцией электроподогрева известна довольно давно. Но, например, мотокомбинезон надо подключать к аккумулятору транспортного средства, мотоцикла, через бортовую сеть. В других куртках с подогревом нужно носить на себе аккумуляторный пояс весом в несколько килограмм. А здесь как?

Дмитрий Овчинников: Здесь относительно проще в виду того, что используется обычный power-банк, которым телефон заряжается. А уже размеры зависят от модели. То есть можно поставить маленький – да, он будет меньше по времени работы, но при этом и размер и вес меньше. Либо же можно поставить большой, будет больше время работы, но появится какой-то дискомфорт. В данном случае сам человек уже будет подбирать удобный для себя вариант.

То есть в этом плане устройство универсально, на это и делался упор: не делать свои собственные аккумуляторы, которые, возможно, нельзя будет купить свободно. А power-банк можно купить в любом магазине электроники.

- То есть это не встроенный аккумулятор, а абсолютно бытовой power-банк, который можно купить. И там же автоматическая терморегуляция? И за счет того, что в тепле нагрев выключается, заряда аккумулятора хватает на большее время?

Дмитрий Овчинников: Да, то есть у нас реализована именно функция поддержания температуры. И в данном случае человек выставляет в приложении со своего телефона температуру, которая будет поддерживаться.

Физики и лирики

Быт московских студентов

При этом реализован зональный контроль – отдельно контролируется температура справа и температура слева. То есть у вас может быть включена левая и правая сторона по отдельности, либо выключены обе. И, соответственно, если у нас одна сторона, допустим, выключена, либо обе выключены, то и потребление устройством довольно низкое. Это где-то 100-200 миллиампер на саму управляющую часть, чтобы она работала. И при этом заряд аккумулятора будет тратиться очень долго.

- Очень экономичное устройство получается. Плюс за счет того, что используются уже готовые power-банки, снимается вопрос о более крупном аккумуляторе. Все же видели видео из интернета о том, как самовозгораются электросамокаты, как моноколеса коротят и начинают гореть. Или вспомнить даже смартфоны одной корейской фирмы, где в одну игру даже встроили что-то типа взрывного устройства. Здесь же у вас вопрос понятный.

Дмитрий Овчинников: Да, получается, с power-банками таких глобальных проблем не было. Если уж он выйдет из строя, то, скорее всего, это будет дешевый power-банк без какой-то защиты. На данный момент большинство таких устройств включают в себя плату защиты от коротких замыканий. То есть отключается при этом сам аккумулятор, и на него не идет нагрузка.

- Тогда вернусь чуть назад. Прозвучала такая фраза, что возможности у этой жилетки можно расширять. А куда расширять, что еще она может?

Дмитрий Овчинников: Ну это уже куда захочет пользователь. В данном случае есть большой модернизационный потенциал. Мы можем подключать помимо двух датчиков температуры, которые на данный момент стоят, еще датчики влажности, пульсометры и так далее. То есть мы же можем отслеживать и состояние человека – пульс, ЭКГ и так далее. При этом мы также можем подключать GPS, GSM модули для связи с родственниками в каких-то критических ситуациях. Для вызова спасателей, например: с GPS мы получаем данные о местоположении человека, а через GSM мы отправляем их с помощью обычной «симки».

- Получается, жилетка – источник телеметрии самой разной: медицинской, не медицинской, какой угодно.

Дмитрий Овчинников: Да, то есть тоже вариант развития данного проекта.

- Но Пенза – не самый холодный город в России. Откуда взялась идея?

Дмитрий Овчинников: К нам поступил запрос от нашего пензенского ООО «Флажность». Запрос был следующим: нужно разработать одежду для того, чтобы не одевать детей в много слоев, что кофта, еще кофта, еще кофта. Все это мы заменяем одним устройством с автоматикой. При этом родители могут с телефона в реальном времени смотреть, что у ребенка под курткой, холодно ему или не холодно. И, соответственно, уже потом, в рамках ректорских грантов ПГУ, мы это реализовывали.

- Я знаю, что ректорский грант позволил изготовить два опытных образца. Одно дело, в теории разработать проект, просчитать его, сделать математическую модель. А когда он появился в материале, что было самое сложное в изготовлении?

«Прогулки могут привести к обострениям хронических заболеваний»

Сколько можно находиться на улице в мороз?

Дмитрий Овчинников: Начнем с того, что самое сложное началось еще до появления первого образца в материале. Это разработка того, что будет воплощаться в материале. А именно подбор элементной базы, создание плат, схем и так далее. В данном случае, первоначально у нас были подобраны одни компоненты. При тестировании оказалось, что данные компоненты не совсем нам подходят. Соответственно, пришлось заменять компоненты, переделывать что-то. То есть с одной стороны всегда кажется, что все просто, реализуется быстро, спокойно. Но потом возникают какие-то подводные камни, которые первоначально не подозреваешь. Соответственно, уже потом идет сборка, отладка, чтобы все работало так, как задумано.

- А как вы испытывали, какие полевые испытания образцы проходили?

Дмитрий Овчинников: Первоначально мы просто смотрели, идет ли нагрев. Первый прототип содержал два типа нагревательных элементов. Соответственно, из этих двух типов мы выбирали тот, что будет лучше. Во втором прототипе мы использовали понравившийся нам элемент. Это специальные термо- токопроводящие нити. Мы их подключаем, и они начинают греться. После чего уже и в тепловизоре это все смотрели – до скольких максимально нагревается, и за какое время. Соответственно, условно на себе, на друзьях это тестировалось на улице.

- Греет – не греет, комфортно – не комфортно?

Дмитрий Овчинников: Не то что греет – не греет, а, скорее, тепло – не тепло. Возможно, нужны какие-то доработки, изменение расположения нагревательных элементов, еще какие-то мелочи.

- Ну и главный вопрос – когда уже можно будет «умную» жилетку увидеть в продаже и купить ее всем, и не только в Пензе?

Дмитрий Овчинников: Точных дат я сказать не могу, но у нас есть некоторое видение. И, скорее всего, это или конец этого года, или начало следующего. Когда мы уже потихоньку будем выходить на рынок.