Vysvětlen rezistor pro snímání síly

V tomto článku se podíváme, co je rezistor snímající sílu, jejich konstrukci, specifikaci a nakonec, jak jej propojit s mikrokontrolérem Arduino.

Co je to Force Sensing Resistor

Rezistor snímající sílu snímá sílu, která na něj působí, a odpovídajícím způsobem mění jeho odpor. Odpor je nepřímo úměrný síle. To znamená, že když je použitá síla vysoká, sníží se její odpor a naopak.

„Rezistor snímající sílu“ nebo FSR není ideální pojem, protože ve skutečnosti snímá tlak a výstup závisí na tlaku na povrchu rezistoru. Vhodnějším názvem by byl odpor citlivý na tlak. Ale rezistor snímající sílu se stal běžným pojmem, který jej označil.

Má široký rozsah odporu, může se pohybovat od několika ohmů do> 1M ohmů. Nezatížená FSR by měla asi 1 M ohm a plně naložená by měla odpor kolem několika ohmů.

Rezistor snímající sílu má různé tvary, běžné tvary jsou kruh a čtverec. Cítí váhu od 100 g do 10 kg. Hlavní nevýhodou je, že není příliš přesný a má velmi vysokou hodnotu tolerance. Přesnost snižuje používání přesčas. Je však dostatečně spolehlivý pro použití v hobby projektech a nekritických průmyslových měřeních. Není vhodný pro silnoproudé aplikace.

Specifikace:

Zařízení měří od 20 x 24 palců do pouhých 0,2 x 0,2 palce. Tloušťka v rozmezí od 0,20 mm do 1,25 mm v závislosti na použitém materiálu.

Citlivost na sílu je od 100 g do 10 kg. Citlivost na tlak se pohybuje od 1,5 psi do 150 psi nebo čtverečních 0,1 Kg / Cm až 10 Kg / Cm čtverečních.

Doba odezvy FSR se pohybuje v rozmezí 1–2 milisekund. Provozní teplota je od -30 stupňů Celsia do +70 stupňů Celsia.

Maximální proud je 1 mA / Cm čtvereční. S tímto rezistorem tedy zacházejte opatrně, neaplikujte přes něj velký proud.

Životnost FSR je větší než 10 milionů aktivací.

Brzdná síla nebo minimální síla reagující FSR musí být od 20 do 100 gramů. Odpor není ovlivněn hlukem nebo vibracemi.

Práce FSR:

Rezistor pro snímání síly se skládá ze tří vrstev: aktivní oblasti, plastové distanční vložky a vodivého filmu.

Aktivní oblast, na kterou působí síla, je plastová rozpěrka, která izoluje dvě vrstvy, a odvzdušňovací otvor pro odvod vzduchových bublin. Akumulace vzduchové bubliny vede k nespolehlivým výsledkům.

Vodivý film se skládá z elektrických i dielektrických částic, které jsou suspendovány ve formě matrice.

Při použití síly mění její odpor předvídatelným způsobem. Jedná se o mikroskopické částice v rozmezí několika mikrometrů. Vodivý film je v podstatě druh inkoustu potaženého na plastovém filmu. Při použití tlaku se vodivé částice přiblíží k sobě a sníží odpor a naopak.

Základní obvody využívající odpor citlivý na sílu:

Tento rezistor můžete použít pro jakoukoli aplikaci k detekci platných změn. Okamžitě můžete vytvořit spínač citlivý na tlak spárováním FSR s operačním zesilovačem.

Propojení s Ardiono

Prahovou hodnotu můžete nastavit nastavením potenciometru 10k. Když na rezistor použijete sílu a dosáhnete nad prahové napětí, výstup se zvýší a naopak. Z toho tedy můžeme získat digitální výstupy, tento výstup lze propojit s digitálními obvody.

Zde je další okruh využívající Arduino, který měří různé úrovně tlaku:

Vstup je veden na analogový čtecí kolík, který digitálně přijímá různé úrovně napětí od 0 do 255.

Uživatel může v programu nastavit vlastní prahovou úroveň (program není uveden).

Když je dán lehký tlak, rozsvítí se modrá LED, když je podán střední tlak, rozsvítí se zelená LED, pokud je aplikován vysoký tlak, rozsvítí se červená LED.

Použijte svou fantazii k hledání nových aplikací a je to nekonečné.