자전거 배낭 쾌적성 측정, MSR147WD 데이터 로거
배낭을 쓰면 체온 조절이 달라지므로, 몸과 배낭 사이의 온습도를 측정하면 배낭의 소재와 디자인 특성을 최적화할 수 있습니다.
MSR147WD는 MSR Electronics(스위스)가 섬유의 생리학적 특성을 측정하려고 설계한 무선 데이터 로거입니다. VAUDE는 이 로거로 몸과 배낭 사이의 온도와 습도를 측정해 자전거 배낭의 쾌적성을 평가했습니다.
저자는 MSR Electronics GmbH(스위스 Seuzach)의 Markus Weder, VAUDE Sport GmbH & Co. KG i-team(독일 Tettnang)의 Robert Klauer와 Frank I. Michel, 독일 TU Chemnitz Sports Equipment & Technology의 Franziska Breuner와 Stephan Odenwald입니다.
배경
배낭은 체온 조절과 편안함에 영향을 줍니다
배낭은 몸의 일부만 덮지만, 땀을 흘리는 운동이나 활동 중에 착용하면 체온 조절에 상당한 영향을 줍니다. 스포츠 활동의 배낭은 착용자의 주관적인 편안함뿐 아니라 의류와 비슷한 방식으로 체온 조절에도 영향을 줍니다.
착용자가 느끼는 전체적인 편안함은 어느 한 곳의 온도나 습기를 지나치게 의식하면 부정적인 영향을 받는 일이 많습니다. 예를 들어 배낭 때문에 등이 축축해지면, 옷이나 중심 온도에 이상이 없어도 열생리학적으로 불편함을 느낄 수 있습니다.
측정 방법
인공 기후실에서 세 유형의 배낭을 비교했습니다
테스트는 VAUDE에서 진행했습니다. 인공 기후실에서 네 명의 피실험자가 서로 다른 디자인의 배낭 세 유형(U, A, T)을 각각 메고 고정식 자전거 운동장치에서 자전거를 탔습니다.
MSR Electronics(스위스)가 만든 MSR147WD 무선 데이터 로거로 신체와 배낭(등과의 접촉면)의 미세한 온도와 상대 습도를 측정했습니다. 측정 데이터를 더 잘 정량화하려고 배낭 없이 같은 측정도 수행했습니다.
로거
MSR147WD는 센서 5개를 꽂아 쓰는 엄지 크기 로거입니다
MSR147WD는 BLE(Bluetooth Low Energy) 근거리 무선 기술과 100만 개의 측정값을 저장하는 메모리를 갖추었고, 크기는 엄지손가락 정도입니다. 5개의 플러그인 온습도 센서로 피부의 온도와 수분 정도 같은 생리학적 매개변수를 정확하게 기록합니다.
- 센서를 꽂으면 로거가 자동으로 센서를 인식합니다.
- BLE 또는 USB 포트로 언제든 측정값을 온라인으로 확인합니다.
- BLE 무선 전송으로 MSR 스마트폰 앱에서 현재 측정값을 언제든 읽습니다. 피실험자가 옷을 입고 벗는 데 시간을 쓰지 않아도 데이터가 제대로 기록되는지 확인할 수 있습니다.
- 내장 OLED 화면으로 휴대폰 없이도 현재 측정 데이터를 확인합니다.
- MSR 데이터로거 앱에서 MSR SmartCloud로 데이터를 녹화, 시작, 중지, 판독, 전송합니다. MSR SmartCloud는 측정 데이터를 인터넷으로 서버에 저장해 어디서나 볼 수 있고, 필요하면 다른 사용자에게 접근 권한을 줄 수 있습니다.
결과
배낭마다 온도와 습도 결과가 달랐습니다
시험한 모든 배낭 유형은 원하는 적용 분야에 맞는 특별한 디자인 특성이 있습니다. 용도에 따라 몸에 꼭 맞는 배낭이나, 공기가 흐를 공간이 있어 환기가 잘 되는 배낭이 이상적일 수 있습니다. 측정 데이터로 세 유형이 서로 다른 결과를 보이는 것을 확인했습니다.
온도와 상대 습도가 최적의 0 값(배낭 없이 측정한 값)에 가까울수록 착용자에게 더 편안한 배낭입니다.
- 온도: 백팩 A가 몸에 착용한 센서와 배낭 모두에서 온도 상승이 가장 낮았고, T와 U 순서로 차이가 낮았습니다(그림 4).
- 상대 습도: 몸에 착용한 센서와 배낭 모두의 미세 온습도 변화를 보면, 배낭 U와 T가 배낭 A보다 약간 유리했습니다(약 5~10% 낮음). 다만 U는 다른 두 샘플보다 배낭 수분 함량이 현저히 높았습니다.
- 배낭 T: 최적의 영점 값에 가장 가깝고, 몸에 착용한 센서와 배낭 모두에서 세 샘플 중 습도 값이 가장 유리했습니다.
- 배낭 U: 몸에 착용한 센서의 습도는 여전히 약간 낮았지만 배낭의 상대 습도는 현저히 높았고, 미세 온습도계로 가장 높은 습도를 기록한 배낭 A보다도 약간 높았습니다.
배낭의 습도가 높다는 것은 습기가 착용한 옷에서 배낭으로 옮겨 갔거나, 배낭의 습기가 주변 공기로 너무 천천히 증발한다는 뜻일 수 있습니다. 원칙적으로 배낭 수분 함량이 높고 착용한 옷의 수분 함량이 낮을수록 유리합니다.
인간의 피부에는 압력, 통증, 온도 센서만 있고 습도 센서는 없어 습도를 직접 감지하지 못합니다. 다만 속옷이 피부에 달라붙으면 피부의 감각 인식이 달라집니다.
스트레스 단계 마지막의 온도 차이는 몸에 착용한 센서와 배낭 모두에서 3~4도로 비교적 큽니다. 사람은 작게는 1도의 온도 차이도 느낄 수 있습니다. 따라서 배낭을 쓰지 않았을 때보다 등의 온도 상승을 낮추는 쪽이 유리합니다. 그러면 증발 냉각이 늘어 열 분산이 개선되고 성능도 좋아집니다.
요약
배낭 선택은 용도와 조건에 따라 달라집니다
용도에 따라서는 등에 땀이 차는 것보다 주행 성능이 더 나은 쪽이 선호될 수 있습니다. 장소, 스트레스 단계, 온도, 날씨 조건에 따라 어떤 배낭을 쓰느냐가 중요한 역할을 합니다.
이 측정을 바탕으로 VAUDE는 서로 다른 디자인 특성과 각각의 재료를 원하는 요구 사항에 맞게 최적화할 수 있습니다. 착용자의 용도에 맞는 배낭을 보급할 수 있다는 뜻입니다.
관련 제품
MSR147WD(BLE)
원문은 이번 시험에 쓴 데이터 로거로 MSR147WD(BLE)를 소개합니다.
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자주 묻는 질문
MSR147WD는 어떤 데이터 로거입니까?
섬유의 생리학적 특성을 측정하려고 설계한 무선 데이터 로거입니다. BLE 무선 기술과 100만 개 측정값 메모리, 5개의 플러그인 온습도 센서를 갖추었고 크기는 엄지손가락 정도입니다.
MSR147WD의 측정값은 어디서 확인합니까?
BLE나 USB 포트로 온라인 확인이 가능하고, MSR 스마트폰 앱과 내장 OLED 화면에서도 볼 수 있습니다. MSR SmartCloud에 저장하면 어디서나 볼 수 있습니다.
배낭 쾌적성은 온도와 습도로 어떻게 판단합니까?
배낭 없이 측정한 값을 0으로 보고, 온도와 상대 습도가 그 값에 가까울수록 편안한 배낭입니다. 이 시험에서 온도는 백팩 A, 습도는 백팩 T가 가장 유리했습니다.
참고 자료
- MSR Electronics GmbH
- VAUDE Sport GmbH & Co. KG
- TU Chemnitz Sports Equipment & Technology
