Neste artigo vamos ver o que é o resistor de detecção 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 altera correspondentemente 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, pois na verdade está detectando a pressão e a saída depende da pressão na superfície do resistor. O nome mais apropriado seria resistor sensível à pressão. Mas resistor de detecção de força tornou-se termo comum para se referir a ele.
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 ohms de resistência.
O resistor de detecção de força vem em várias formas; as formas comuns são círculo e quadrado. Ele pode sentir o 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 de operação é de -30 graus Celsius a +70 graus Celsius.
A corrente máxima é de 1 mA/Cm quadrado. Portanto, manuseie esse resistor com cuidado, não aplique uma corrente enorme através desse resistor.
O tempo de vida do FSR é superior a 10 milhões de atuações.
A força de frenagem ou força mínima para responder pelo FSR deve ser de 20 a 100 gramas. A resistência não é afetada por ruído ou vibração.
Funcionamento da 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 plástico que isola as duas camadas e um respiradouro de ar são fornecidos para descarga de 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 na forma de matriz.
Quando a força é aplicada, ela muda sua resistência de maneira previsível. Estas são partículas microscópicas que variam de poucos micrômetros. O filme condutor é basicamente uma espécie de tinta revestida em 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 em vigor. Instantaneamente, você pode fazer um interruptor sensível à pressão, emparelhando o FSR com o amplificador operacional.
Interface com o Ardiono
Você pode definir o limite ajustando o potenciômetro de 10k. Quando você aplica força no resistor e atinge uma tensão acima do limite, a saída fica alta e vice-versa. Assim podemos obter dele saídas digitais; esta saída pode ser interfaceada com circuitos digitais.
Aqui está outro circuito usando arduino que mede diferentes níveis de pressão:
A entrada é alimentada ao pino de leitura analógica, que leva digitalmente diferentes níveis de tensão 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 a pressão alta é aplicada, o LED vermelho acende.
Basta usar sua imaginação para encontrar novos aplicativos e é interminável.
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FONTE
Nota: Este conteúdo foi traduzido do Inglês para português (auto)
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