Jak uzyskać pełny odczyt napięcia z czujnika ciśnienia?

Tworzę aplikację przy użyciu rezystora wrażliwego na siłę wymuszoną (FSR) pochodzącego z tego instruktażu . Rezystancja tego czujnika zwykle waha się od 20kOhm w spoczynku do 9kOhm po naciśnięciu.

Jak przekonwertować te wartości rezystancji na sygnał, w którym 0v odpowiada warunkowi spoczynku, a 5v odpowiada warunkowi „wciśnięcia”, tak że mogę odczytać go za pomocą Arduino?

Chcesz zakres sygnału od 0 V do 5 V. Czyż nie wszyscy :-)? Przejdźmy do innego podejścia i zobaczmy, dokąd nas to zaprowadzi.

Punkt wyjścia: najtańsze i najprostsze rozwiązanie.

Byłby to szeregowy rezystor do utworzenia dzielnika napięcia. To absolutne minimum. Zauważyłem, że ludzie nie zastanawiają się nad tym rezystorem, wystarczy wybrać ładną okrągłą wartość, na przykład 10k . Ale odkryłem, że jest to optymalna wartość. $\Omega$

Krzywa pokazuje różnicę napięcia między odczytem minimalnym i maksymalnym (odpowiednio 9k i 20k Ω ) w funkcji rezystora szeregowego (w k Ω ). Widzisz, to rzeczywiście ma maksimum. Łatwo to znaleźć, jeśli o tym pamiętasz $\Omega$$\Omega$$\Omega$

$\left(\dfrac{f(x)}{g(x)}\right)' = \dfrac{f'(x)\cdot g(x) - f(x) \cdot g'(x)}{g^2(x)}$

$V_{MAX}$$V_{MIN}$

$\dfrac{d}{d R_X} \left(\dfrac{R_{MAX}}{R_{MAX} + R_X} - \dfrac{R_{MIN}}{R_{MIN} + R_X}\right) = 0$

$R_X$

$R_X = \sqrt{R_{MIN} \cdot R_{MAX}}$

Piękność!

$\Omega$

Wystarczy? Arduino ma 10-bitowy ADC, więc ten zakres daje zakres 200 dyskretnych poziomów. To powinno dać wystarczającą dokładność dla czujnika DIY. Dlatego nie są potrzebne żadne inne elementy, takie jak opamps.

(*) Przyjęta odpowiedź daje zakres 1,9 V, ale ma nieprawidłowe równania . Niemożliwe jest uzyskanie wyższego zakresu niż 1 V z 1 rezystorem i tylko zasilaniem + 5 V.

$R_X$$\Omega$$\Omega$
$R_X$$\Omega$$R_X$

$\dfrac{5V - V_O}{9k\Omega} = \dfrac{V_O - (-5V)}{20k\Omega}$

$V_O = 1.9V$

$R1 = 18k\Omega$$R2 = 47k\Omega$$R_X$$\Omega$$\Omega$

Myślę, że najprostszym sposobem byłby dzielnik napięcia, który daje 5 V przy 9k i maleje wraz ze wzrostem rezystancji. W tym kalkulatorze dzielnika napięcia można grać różnymi kombinacjami rezystorów . Będzie to jednak postęp liniowy.