SEGOR-electronics GmbH, Berlin-Charlottenburg

Leitgarn Conductive threadEin Hightech-Produkt "made in Germany"- für viele tolle Anwendungszwecke! Ob für "smarte" Kleidungsstücke ("wearables"), Leuchtapplikationen, LEDs, Vibramotoren, Lüfter, Lautsprecherchen, Sensoren, Daten-, Audio- und Meßwertübertragungen in textiler Umgebung- oder nur schnöde Heizungen für Handschuhe o.ä. - unser hoch leitfähiges (HC)- Stickgarn kann all´ das- und noch viel mehr! Für alle textilen Makerprojekte und andere nichttextile Einsatzgebiete setzen diese Stickgarne Maßstäbe bei Niederohmigkeit und Stabilität.

Das Material ist echtsilberbeschichtetes Polyamid und auch als Nähgarn verwendbar. Reines Silber wird durch einen speziellen Produktionsprozess direkt in der Polyamid-Basis des Trägerfadens verankert. So wird eine sehr gute Abriebfestigkeit und Haftung erreicht. Dieses Verfahren ist Ergebnis jahrelanger Forschung und Testreihen. Jedes einzelne Filament im Garn ist allseitig mit dieser Silberschicht ummantelt, das führt zu einer optimalen Leitfähigkeit unter allen Bedingungen (siehe Makrofotos). Gerade bei den nötigen Kontaktierungen (Garn zu Garn oder Garn zu Bauteil) ist dieser Faktor entscheidend für die Zuverlässigkeit des geschaffenen Stückes, auch unter den Bedingungen des täglichen Tragens des damit ausgestatteten Textils. So werden Wackelkontakte oder bewegungsabhängige Unterbrechungen vermieden oder zumindestens minimiert. Unter dem Mikroskop erscheint das Material (ob der Silberbeschichtung) wie ein dickes zweischlägiges Stahldrahtseil:

Stahldrahtseil

Wir bieten zwei unterschiedliche Stärken an, die sich neben der mechanischen Erscheinung durch den Ohmwert (pro Meter) unterscheiden:

Eine dickere (dtex 235x2: 12m/Gramm) mit unter 100 Ω/m auf "Bobbins" zu 10m. Diese schwere Qualität (Leitgarn CT12) ist für stabile textile Leiterbahnen mit möglichst niedrigem Widerstand / höherer Strombelastbarkeit gut einzusetzen, die Verarbeitung gelingt optimal mit 100/16er Nadeln. Im Foto oben.

Leitgarn 1 und 2

Und eine dünnere (dtex 117x2: 40m/Gramm) mit weniger als 300 Ω/m auf "Bobbins" zu 25m (Leitgarn CT40). Dieses Garn ist ein Allroundtalent, eignet sich besser als Nähgarn, trägt weniger auf und läßt sich mit 75/11er oder 80/12er - Nadeln ideal verarbeiten. In der Abbildung ist es das untere Garn. Ideal für Projekte, bei denen der höhere Widerstand nicht stört oder sogar sinnvoll ist.

Wir haben die Widerstandsbeiwerte beider Garne nachgemessen, die Ohmwerte waren in der Realität durchaus niedriger als angegeben, die vom Hersteller angegebenen Werte sind wohl garantierte Maximalwerte. Die gewählte Art der Naht und der Nahtführung beeinflußt den Ohmwert natürlich, dies kann zur Erzielung bestimmter Eigenschaften verwendet werden: Je mehr Leitgarn verwendet wird, desto niederomiger wird die Naht. Mehrere parallel liegende, verbundene Nähte reduzieren den Gesamtwiderstand natürlich ebenfalls, Zickzacknähte (bei elastischem Stoff empfehlenswert) erhöhen ihn dagegen (größere Lauflänge). Die Verwendung von leitfähigem Untergarn bei der Nähmaschinenverarbeitung reduziert den Nahtwiderstand nochmals erheblich.

Leitgarn Nähte

Der Spannungsabfall bei Stromfluß durch die leitenden Nähte sollte immer berücksichtigt und einberechnet werden, manchmal lassen sich aber damit sogar bauteilhafte Widerstände "einsparen", z.B. bei technisch nötigen Vorwiderständen für LEDs o.ä.!

Leitgarn mit LED

Bei hochohmigen Sensoren, Tastern und Ähnlichem ist der Widerstandsbeiwert dagegen nahezu irrelevant. Der Garnwiderstand läßt sich andersherum sogar sinnreich zur Fertigung von textilen "Potentiometern" einsetzen! Gerade das dünnere Leitgarn mit ca. 300 Ω/m eignet sich gut dafür! Damit lassen sich "analoge" Werte durch Fingerberührung der Struktur an verschiedenen Stellen erzeugen und auswerten. Stufenlose Einstellungen für Helligkeiten, Drehzahlen, Frequenzen, Lautstärken, u.v.a.m. sind so ohne bewegte Teile möglich! Die Anordnung der Bahnen kann durch den Designer beliebig gestaltet werden, sogar als Teil einer Ornamentik.

Leitgarn Ornament

Natürlich läßt sich das Material nicht löten: Die Polyamidseele würde bei Lötversuchen wegschmelzen! Dauerhafte Verbindungen können aber leicht durch Knoten, Übernähen, Herumwickeln, Klemmen, Crimpen oder Quetschen (oder Kombinationen aus diesen Techniken) erzeugt werden.

Leitgarn mit Knoten/Öse

Bauteilbeine sollten für bewegungssichere Knotenkontaktierung mit einer Öse (oder zumindestens einer spitzen Winkelabbiegung) versehen werden, siehe Fotos:

LED Leitgarn Montage

Öse (oder Winkelung) können abschließend vorsichtig zusammen- oder flachgedrückt werden, um die Verbindung noch stabiler zu machen, aber dabei das Garn nicht zerquetschen! Diese Art der Kontaktierung geht schön schnell!

Zusätzliche Sicherheit und höhere Stromtragfähigkeit der Kontaktierung erzeugt ein zusätzliches Tröpfchen Silberleitlack Leitsilber auf Knoten (Doppelknoten) oder Verbindungsstelle:

Leitsilber

Ansonsten kann mit normalem Lack, Nagellack oder Klebstoff ein Lockern oder Lösen der Verknotungen zuverlässig verhindert werden.

Kreuzungen der Garnstrecken sind zu vermeiden (unerwünschte Verbindung = Kurzschlüsse!), wenn doch überkreuzt werden muß, sind kurze,weiche (Silikon-) Schlauchstücke Sili-Schlauch 10.05/1m oder geeignetes Isolierband (z.B. unser Veloursklebeband Veloursklebeband 19mm/5m im Kreuzungsbereich anzuwenden. Ansonsten zur Isolation die Garnstrecken mit Textilkleber hinten überschichten oder mit normalem Garn übernähen.

Für den Bau von Heizungen, wie Flächenheizungen, Heizgürteln, Heizdecken, Heizhandschuhen und Ähnlichem ist der Garnwiderstand sogar funktionsrelevant, man muß aber durch geeignete Dimensionierung sicherstellen, daß die Garntemperaturen in jedem Betriebszustand unterhalb der thermisch-mechanischen Zerstörungsschwelle (ca. 40° bis 60°) des Trägergarnes (Polyamid!) bleiben. Die Zerstörung findet ohne Brandgefahr statt, die überlasteten Garnpartien werden bei Überhitzung einfach hochohmig, analog zu Schmelzsicherungen. So droht keine Feuersgefahr oder Verbrennungsgefahr für die Haut des Trägers! Mehr als ca. 50° sind ohnehin für die meisten Menschen schon an der Grenze zum Unangenehmen. Auch die bestickten Stoffe selbst sollten hier natürlich hitzeresistent sein (Baumwolle o.ä.).

Wir haben für das dünne Garn (< 300 Ω/m) in freier Luft hängend ausprobiert:

  • moderates Erwärmen ab ca. 150mA
  • gutes Heizen ab ca. 250mA
  • richtig heiß ab ca. 300mA (ca. 50°...55° !)
  • Zerstörung des Garns über 350mA

Das dicke Garn (< 100 Ω/m) haben wir auch bestromt (auch in freier Luft):

  • moderates Erwärmen ab ca. 250mA
  • gutes Heizen ab ca. 350mA
  • richtig heiß ab ca. 500mA (ca. 50°...55° !)
  • Zerstörung des Garns über 550mA

Das sind nur Anhaltswerte, bitte beachten, daß einen großen Unterschied macht, ob die Heizgarne frei sind oder in Stoff eingebettet sind (dann reduzierte Belastbarkeit / höhere Temperaturen!). Eng benachbarte Heizgarnstrecken führen ebenfalls zur Reduktion der Belastbarkeit. Bitte Temperaturen (und Heizströme) immer selbst (an Teststücken) vor der finalen Fertigung ausprobieren! Die Dimensionierung (insbesondere an von Menschen getragenen Textilstücken) eher sicherheitsorientiert (pessimal) durchführen: Lieber mehr Heizstrecken mit geringerer Belastung pro Garn als weniger Strecken mit höherer Heizleistung pro Garn! Die oft höheren Stromstärken im Heizbetrieb sollten bei der Kontaktierung entsprechend berücksichtigt werden (gute Verbindungen!) Die Garn-Ohmwerte (und damit die resultierenden Fadentemperaturen und Belastbarkeiten) können garnherstellungsbedingt streuen, dies immer bedenken!

Für elektrisch höher belastete Kontaktstellen (gerade beim Heizungsbetrieb!) können die Garnenden mit Aderendhülsen versehen werden (ein einfacher Knoten verhindert auch hier das Herausrutschen aus der Hülse), so läßt sich das Garn nach vorsichtigem Zudrücken der Hülse in die bekannten Leiterplattenklemmen (oder Lüsterklemmen) legen und zerstörungsfrei festschrauben. Es ist so auch (bei Wahl größerer Aderendhülsen) möglich, mehrere Garne in einer Hülse zu vereinigen (Massepunkte, Stromverteilungen). In jedem Falle frei bewegliche Garnpartien gegen gegenseitige Berührung (z.B. mit Isolierschlauch o.ä.) schützen (Kurzschlußgefahr!)

Mit diesen Garnen lassen sich z.B. auch sehr einfach Handschuhe, die nicht touchscreengeeignet sind, allereinfachst zum Zusammenspiel mit den modernen kapazitiven Multitouchscreens aktueller Mobilgeräte bewegen - einfach ein Stückchen dünnes Leitgarn vorne in der Fingerkappe einige Male "von innen nach außen" und wieder "von außen nach innen" (mit einer Handnähnadel) fädeln, verknoten - fertig! So wird der notwendige Hautwiderstand "nach draußen" gegeben. Behandelt man mehrere oder gar alle Kuppen, klappts auch mit Drehen, Zoomen und Multitouch, mit oder ohne Handschuh.

Wearables mit Arduino und Raspberry PiIn ähnlicher Machart lassen sich daraus Hautsensoren bauen, die den Hautwiderstand messen können oder elektrische Signale aus dem Körper zu Meßgeräten leiten (EKG/EEG).

Weitere Hilfestellungen, Tips und wertvolle Informationen rund um Leitgarne, Leitstoffe und "smarte" Textilien bietet das Buch Wearables mit Arduino und Raspberry Pi von René Bohne und Lina Wassong (240 Seiten), herausgegeben vom O´Reilly-Verlag.

Die Garne sind waschbar, biokompatibel, hautfreundlich und bieten höchsten Tragekomfort, es gelten Besonderheiten bei der Pflege und Beschränkungen bei der Waschbarkeit.

Beschreibung nach bestem Wissen und Gewissen, Irrtümer und Änderungen vorbehalten!

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