در این مقاله، نحوه اتصال یک مقاومت حسگر نیرو یا مقاومت حساس به نیرو (FSR) را به یک مدار برای ساخت انواع مختلف مدارهای مفید با آنها مرور خواهیم کرد.
مقاومتهای سنجش نیرو، مقاومتهای متغیری هستند که با توجه به فشار یا نیروی وارده به آنها، مقاومت را تغییر میدهند. تحت هیچ نیرویی، مقاومت بسیار بالا، تقریبا بی نهایت است. هنگامی که یک فشار سبک به سنسور اعمال می شود، مقاومت آن به حدود 100KΩ کاهش می یابد. هنگامی که حداکثر فشار اعمال می شود، مقاومت آن به حدود 200Ω کاهش می یابد.
بنابراین بدون اعمال فشار یا وزن، مدار FSR اساساً باز خواهد بود زیرا مقاومت آن بسیار بالا است.
با مقدار مناسب فشار اعمال شده، حدود 20 پوند مورد نیاز، مقاومت به طور چشمگیری کاهش می یابد و می تواند تا 200 Ω کاهش یابد.
ما از اصول عملکرد اساسی که FSR ها دارند برای ایجاد یک مدار معنادار استفاده خواهیم کرد.
ما یک FSR را به یک برد آردوینو سیم می کنیم. ما یک مقاومت 10KΩ را به صورت سری با مقاومت سنجش نیرو سیم می کنیم تا یک تقسیم کننده ولتاژ ایجاد کنیم. یک ترمینال FSR به منبع ولتاژ 5 ولت برد آردوینو وصل می شود و ترمینال دیگر به زمین متصل می شود. ولتاژ 5 ولت بر اساس مقاومت مقاومت ثابت و FSR تقسیم می شود. مقاومت ثابت همیشه 10KΩ باقی خواهد ماند. با این حال، FSR به عنوان مقاومت متغیر عمل می کند. این مقاومت بر اساس فشار وارد شده به سطح آن تغییر می کند. هنگامی که فشار اعمال نمی شود، مقاومت آن بسیار بالا است، بنابراین بیشتر ولتاژ به جای مقاومت 10KΩ روی آن می افتد. هنگامی که با حداکثر فشار بر روی آن فشار داده می شود، مقاومت آن تا نزدیک به 200Ω کاهش می یابد، بنابراین بیشتر ولتاژ در مقاومت 10KΩ می افتد و نه FSR.
بر اساس این تقسیمبندیهای ولتاژ، میتوانیم میزان فشار وارد شده به FSR را دریافت کنیم. اگر یک ولتاژ بالا در آن باشد، می دانیم که به سختی فشاری به آن وارد می شود. اگر ولتاژ پایینی روی آن باشد، فشار زیادی به آن وارد می شود. آردوینو به عنوان یک میکروکنترلر عمل می کند که می تواند خوانش فشار مدار FSR را به ما بدهد.
این نوع مدار می تواند برای طیف وسیعی از سناریوهای واقعی مفید باشد. صندلی ماشینی را در نظر بگیرید که به چراغ کمربند ایمنی روی داشبورد خودرو مجهز شده است. چگونه می داند که داشبورد را روشن کند که نشان می دهد کمربند ایمنی سرنشینان بسته نشده است؟ از کجا معلوم که مسافری در صندلی مسافر حضور داشته باشد یا نه؟ می داند زیرا وزن را تشخیص می دهد. اگر وزن را تشخیص دهد و کمربند ایمنی را نبسته باشد، LED کمربند ایمنی روی داشبورد روشن می شود که نشان می دهد کمربند ایمنی بسته نشده است.
ما میتوانیم این مداری را که میخواهیم بسازیم را برای موقعیتهایی مانند چراغهای کمربند ایمنی خودرو اعمال کنیم. اگر FSR ما ولتاژ بسیار پایینی داشته باشد، این نشان می دهد که فشار زیادی به آن وارد می شود. این نشان می دهد که یک مسافر در صندلی حضور دارد. اگر اینطور باشد و کمربند ایمنی بسته نباشد، چراغ چراغ صندلی سرنشین را در داشبورد روشن می کند.
قطعات مورد نیاز برای مدار FSR
- مقاومت حسگر نیرو
- مقاومت 10KΩ
- برد آردوینو
مقاومت سنجش نیرو را می توان از بسیاری از خرده فروشان آنلاین مختلف تهیه کرد. می توان آن را به صورت دایره ای یا مربعی خریداری کرد. یک انتخاب عالی را می توانید در digikey در پیوند زیر پیدا کنید: Digikey- مقاومت های سنجش نیرو .
ما از ترمینال 5 ولت آردوینو 5 ولت برق استفاده خواهیم کرد.
مدار FSR
مداری که می سازیم در زیر نشان داده شده است: