Resistor de detecção de força explicado

Neste artigo, veremos o que é o resistor sensor de força, sua construção, especificação e, finalmente, como fazer a interface com o microcontrolador Arduino.

O que é resistor de detecção de força

Um resistor de detecção de força detecta a força aplicada a ele e, correspondentemente, altera sua resistência. A resistência é inversamente proporcional à força. Isso significa que quando a força aplicada é alta, reduz sua resistência e vice-versa.

O “resistor de detecção de força” ou FSR não é um termo ideal, uma vez que ele está realmente detectando a pressão e a saída depende da pressão na superfície do resistor. O nome mais apropriado seria resistor sensível à pressão. Mas o resistor sensor de força tornou-se um termo comum para se referir a isso.

Possui uma ampla faixa de resistência, podendo variar de poucos ohms a> 1M ohm. Um FSR descarregado teria cerca de 1M ohm e totalmente carregado teria cerca de poucos ohm de resistência.

O resistor de detecção de força vem em várias formas, as formas comuns são círculo e quadrado. Pode detectar peso variando de 100g a 10Kg. A principal desvantagem é que não é muito preciso e tem um valor de tolerância muito alto. A precisão reduz as horas extras devido ao uso. Mas é confiável o suficiente para ser usado em projetos de hobby e medições industriais não críticas. Não é adequado para aplicações de alta corrente.

Especificações:

O dispositivo mede de 20 x 24 polegadas a tão pequeno quanto 0,2 x 0,2 polegadas. A espessura varia de 0,20 mm a 1,25 mm dependendo do material utilizado.

A sensibilidade da força é de 100g a 10Kg. A sensibilidade à pressão varia de 1,5 psi a 150 psi ou 0,1 kg / cm quadrado a 10 kg / cm quadrado.

O tempo de resposta do FSR varia de 1-2 milissegundos. A temperatura operacional é de -30 graus Celsius a +70 graus Celsius.

A corrente máxima é de 1 mA / cm quadrado. Portanto, manuseie este resistor com cuidado, não aplique corrente excessiva através dele.

A vida útil do FSR é superior a 10 milhões de atuações.

A força de frenagem ou força mínima para responder por FSR deve ser de 20-100 gramas. A resistência não é afetada por ruído ou vibração.

Trabalho de FSR:

O resistor de detecção de força consiste em três camadas: uma área ativa, espaçador de plástico e filme condutor.

A área ativa onde a força é aplicada, o espaçador de plástico que isola as duas camadas e uma saída de ar é fornecida para a descarga das bolhas de ar. O acúmulo de bolhas de ar leva a resultados não confiáveis.

O filme condutor consiste em partículas elétricas e dielétricas que estão suspensas em forma de matriz.

Quando a força é aplicada, ela muda sua resistência de maneira previsível. Estas são partículas microscópicas que variam de alguns micrômetros. O filme condutor é basicamente um tipo de tinta revestida de filme plástico. Quando a pressão é aplicada, as partículas condutoras se aproximam e reduzem a resistência e vice-versa.

Circuitos básicos usando resistor sensível à força:

Você pode usar este resistor para qualquer aplicação para detectar mudanças na força. Por um instante, você pode fazer uma chave sensível à pressão pareando FSR com op-amp.

Interface com Ardiono

Você pode definir o limite ajustando o potenciômetro de 10k. Quando você aplica força ao resistor e atinge acima do limite de tensão, a saída fica alta e vice-versa. Assim, podemos obter saídas digitais a partir dela, essa saída pode ser conectada a circuitos digitais.

Aqui está outro circuito usando Arduino que mede diferentes níveis de pressão:

A entrada é fornecida ao pino de leitura analógica, que assume diferentes níveis de tensão digitalmente de 0 a 255.

O usuário pode definir seu próprio nível de limite no programa (o programa não é fornecido).

Quando a pressão leve é ​​fornecida, o LED azul acende, quando a pressão média é fornecida, o LED verde acende, se alta pressão é aplicada, o LED vermelho acende.

Basta usar sua imaginação para encontrar novos aplicativos e é infinito.