Điện trở cảm biến lực FSR 400 có điện trở thay đổi, khi có lực hoặc áp suất cơ học tác dụng lên. Trên thực tế, điện trở cảm ứng này được làm bằng vật liệu polyme dẫn điện có đặc tính tăng điện trở khi có lực hoặc áp suất tác dụng lên bề mặt dẫn điện của nó.
Điện trở cảm ứng lực này có kích thước mỏng, giá thành rẻ và khả năng chống sốc tốt. Ứng dụng nhiều trong công nghiệp ô tô như cảm biến trong xe hơi, miếng cảm ứng điện trở, nhạc cụ, bàn phím, hệ thống điện tử di động, v.v. Những cảm biến này có sẵn trên thị trường hoặc trên các cửa hàng trực tuyến.
Hình 1 Một điện trở cảm biến lực FSR 400
Mọi điện trở cảm ứng lực đều có hai chân. Chân đầu tiên được kết nối trực tiếp với nguồn điện và cái thứ hai được kết nối với mass thông qua một điện trở pull-down.
Có một điểm giữa điện trở pull-down và điện trở cảm biến lực được thể hiện trong hình 2, điểm này kết nối trực tiếp với đầu vào analog của bất kỳ bộ điều khiển nào để đo giá trị thay đổi trên điện trở cảm biến khi có lực tác dụng.
Hình 2 Điện trở cảm biến lực và điện trở pull-down
Theo hình 2, điện trở cảm ứng lực được cấp nguồn điện áp một chiều từ 3,3V đến 5V. Nhưng khi kết nối cảm biến lực với cấu hình như hình 2 thì tổng điện trở của điện trở pull-down và điện trở cảm ứng lực giảm từ 10K ohm xuống 10K ohm.
Điều này có nghĩa là khi điện trở giảm thì dòng điện chạy qua điện trở cảm ứng lực sẽ tăng lên. Tương tự, điện áp trên điện trở 10 K ohm cũng được tăng lên. Có phương trình được sử dụng để tính điện áp đầu ra là Vo = Vcc (R / (R + FSR)).
Nhưng phương trình này chỉ đúng cho điện trở suất tuyến tính hoặc điện áp không tuyến tính. Trong phương trình này, điện áp đầu ra tỷ lệ nghịch với điện trở cảm ứng lực.
Điện trở cảm ứng lực hoạt động trên hai nguyên lý đầu tiên là Percolation trong đó các hạt vật liệu polyme dẫn điện di chuyển và lọc. Thứ hai là Quantum tunneling trong đó các hạt vật liệu polyme dẫn điện đi qua potential barrier một cách dễ dàng.
Trên thực tế, cả hai nguyên lý đều thực hiện đồng thời ở điều kiện hoạt động của điện trở cảm ứng lực, nhưng nguyên lý sẽ chiếm ưu thế hơn nguyên lý kia, phụ thuộc vào lưu lượng hạt vật liệu polyme được gọi là phần thể tích.
Sau đó, kết nối với bất kỳ bộ điều khiển nào như vi điều khiển hoặc Arduino, v.v. Và tác dụng lực cơ học, áp suất,… lên điện trở cảm ứng lực thì điện trở của nó sẽ giảm. Có nghĩa là, điện trở của nó tỷ lệ nghịch với lực tác dụng, áp suất,… Giá trị điện trở giảm được đo bằng vi điều khiển hoặc Arduino, v.v.
Hiện tại, điện trở cảm biến lực đã được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau, nhưng nó không thể sử dụng đơn lẻ, cần sử dụng thêm bộ điều khiển. Sau đây là cách giao tiếp giữa điện trở cảm ứng lực FSR 400 với Arduino. Xem sơ đồ dưới đây
Hình 3 Giao tiếp của điện trở cảm ứng lực FSR 400 với Arduino
Để tạo kết nối, một đèn LED được mắc ở đầu ra của Arduino để kiểm tra điện trở tăng giảm. Để kiểm tra giá trị điện trở, một chương trình logic được viết bằng thư viện Arduino và sau đó tải lên Arduino bằng phần mềm Arduino IDE.
Sau đó bật nguồn Arduino, và đèn LED báo nguồn sáng. Tương tự, khi tác dụng một lực hoặc áp suất nào đó lên điện trở cảm ứng lực thì ánh sáng của Led thay đổi do điện trở của cảm biến thay đổi.
>> Mời anh em xem thêm
