弯曲传感器(flex sensor)是一种低成本且易于使用的传感器,专门设计用于测量偏转或弯曲的程度。
由于在90年代在nintendo power glove中用作游戏界面,因此它变得流行。从那时起,人们一直将其用作角度计来确定关节运动、门传感器、碰撞开关用于墙壁检测或机器人抓地力上的压力传感器。
弯曲传感器概述
弯曲传感器实际上是一个可变电阻器,弯曲时电阻变化。由于电阻与弯曲量成正比,因此通常也称为柔性电位器(flexible potentiometer)。
弯曲传感器通常有两种尺寸:一个是2.2英寸(5.588厘米),另一个是4.5英寸(11.43厘米)长。
物理构造
弯曲传感器由带有导电墨水沉积的酚醛树脂底物组成。将分段的导体放在顶部,形成柔性电位器,在偏转时电阻会改变。
使用的方向
弯曲传感器的设计仅在一个方向上弯曲 - 远离导电墨水(如图所示)。沿另一个方向可能会损坏弯曲传感器。
还要注意不要将传感器弯曲靠近底部,因为传感器的底部非常脆弱,弯曲时可能会破裂。
弯曲传感器如何工作?
传感器上打印的导电墨水充当电阻。当传感器是笔直的时,这种电阻约为25k。
当传感器弯曲时,将拉伸导电层,从而减少横截面(想象一下拉伸橡皮筋)。该减少的横截面导致电阻增加。在90°角,这种电阻约为100kω。
当传感器再次拉直时,电阻返回其原始值。通过测量电阻,您可以确定传感器弯曲的程度。
读取弯曲传感器的方法
读取弯曲传感器的最简单方法是将其与电阻(通常为47kω)连接起来,制作一个分压器。为此,您将传感器的一端连接到电源,而另一端将其连接到下拉电阻。然后将下拉电阻和弯曲传感器之间的点连接到arduino的adc输入引脚。
这样,您可以创建一个可变电压输出,可以通过arduino的adc输入来读取。
请注意,您测量的输出电压是施加在下拉电阻的电压,而不是弯曲传感器的电压。
分压器配置的输出由等式描述:
在等式中,随着弯曲半径的增加,输出电压降低。例如,使用5v电源和47k下拉电阻,在传感器水平(0°)时,电阻值相对较低(约25kω)。这将导致以下输出电压:
当弯曲到最大时(90°),电阻值增大到100kω。这将导致以下输出电压:
弯曲传感器与arduino uno开发板的硬件连接
将弯曲传感器连接到arduino非常容易。您需要将47kω下拉电阻串联连接到弯曲传感器,创建分压电路。然后,将下拉电阻和弯曲传感器之间的点连接到arduino的adc输入a0引脚。
请注意,弹性传感器实际上是一个可变电阻。这意味着您可以将它们连接到任何一种方式,工作都可以正常。
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