Vysvetlenie rezistora snímania sily

V tomto článku sa pozrieme na to, čo je to rezistor na snímanie sily, na ich konštrukciu, špecifikáciu a nakoniec na to, ako ich prepojiť s mikrokontrolérom Arduino.

Čo je rezistor snímajúci silu

Rezistor snímajúci silu sníma pôsobiacu silu a zodpovedajúcim spôsobom mení jeho odpor. Odpor je nepriamo úmerný sile. To znamená, že keď je použitá sila vysoká, znižuje sa jej odpor a naopak.

„Rezistor snímajúci silu“ alebo FSR nie je ideálnym pojmom, pretože v skutočnosti sníma tlak a výstup závisí od tlaku na povrchu rezistora. Vhodnejším názvom by bol rezistor citlivý na tlak. Ale rezistor snímajúci silu sa stal bežným pojmom na jeho označenie.

Má široký rozsah odporu, môže sa pohybovať od niekoľkých ohmov do> 1 M ohmov. Nezaťažený FSR by mal asi 1 M ohm a úplne zaťažený by mal odpor okolo niekoľkých ohmov.

Rezistor snímajúci silu má rôzne tvary, bežné tvary sú kruh a štvorec. Môže snímať váhu od 100 g do 10 kg. Hlavnou nevýhodou je, že nie je veľmi presný a má veľmi vysokú hodnotu tolerancie. Presnosť znižuje nadčasy v dôsledku používania. Je však dostatočne spoľahlivý na to, aby sa dal použiť pre hobby projekty a nekritické priemyselné merania. Nie je vhodný pre silnoprúdové aplikácie.

Technické údaje:

Zariadenie má rozmery od 20 x 24 palcov až po malé 0,2 x 0,2 palca. Hrúbka sa pohybuje od 0,20 mm do 1,25 mm v závislosti od použitého materiálu.

Citlivosť na silu je od 100 g do 10 kg. Citlivosť na tlak sa pohybuje od 1,5 psi do 150 psi alebo štvorcový 0,1 Kg / Cm až 10 Kg / Cm štvorcový.

Čas odozvy FSR sa pohybuje od 1 - 2 milisekundy. Prevádzková teplota je od -30 stupňov Celzia do +70 stupňov Celzia.

Maximálny prúd je 1 mA / Cm štvorcový. S týmto rezistorom teda narábajte opatrne, neaplikujte cez neho obrovský prúd.

Životnosť FSR je viac ako 10 miliónov aktivácií.

Brzdná sila alebo minimálna sila reagujúca pomocou FSR musí byť od 20 do 100 gramov. Odolnosť nie je ovplyvnená hlukom alebo vibráciami.

Fungovanie FSR:

Rezistor na snímanie sily sa skladá z troch vrstiev: aktívnej oblasti, plastovej dištančnej vložky a vodivého filmu.

Aktívna oblasť, na ktorú pôsobí sila, je plastová rozpera, ktorá izoluje dve vrstvy, a odvzdušňovací otvor pre odvod vzduchových bublín. Akumulácia vzduchovej bubliny vedie k nespoľahlivým výsledkom.

Vodivý film pozostáva z elektrických aj dielektrických častíc, ktoré sú suspendované v matricovej forme.

Keď sa použije sila, zmení sa jej odpor predvídateľným spôsobom. Jedná sa o mikroskopické častice v rozmedzí niekoľkých mikrometrov. Vodivý film je v podstate druh atramentu potiahnutého na plastovom filme. Pri pôsobení tlaku sa vodivé častice priblížia a znižujú odpor a naopak.

Základné obvody využívajúce rezistor citlivý na silu:

Tento rezistor môžete použiť pre akúkoľvek aplikáciu na detekciu platných zmien. Okamžite môžete vytvoriť spínač citlivý na tlak spárovaním FSR s operačným zosilňovačom.

Prepojenie s Ardiono

Prahovú hodnotu môžete nastaviť nastavením potenciometra 10k. Keď na rezistor vložíte silu a dosiahnete prahové napätie, výstup stúpne a naopak. Takto z neho môžeme získať digitálne výstupy, tento výstup je možné prepojiť s digitálnymi obvodmi.

Tu je ďalší okruh využívajúci arduino, ktorý meria inú hladinu tlaku:

Vstup je privádzaný na analógový čítací kolík, ktorý digitálne sníma rôzne úrovne napätia od 0 do 255.

Užívateľ si môže v programe nastaviť svoju vlastnú prahovú úroveň (program nie je uvedený).

Keď je dosiahnutý ľahký tlak, rozsvieti sa modrá LED, keď je dosiahnutý stredný tlak, rozsvieti sa zelená LED, ak je vyvíjaný vysoký tlak, rozsvieti sa červená LED.

Len používajte svoju fantáziu na hľadanie nových aplikácií a je to nekonečné.