Lo que debe saber sobre los sensores de presión, fuerza y ​​carga de Arduino

Tres tipos de sensores Arduino estrechamente relacionados se confunden comúnmente: sensores de presión , fuerza y carga . Estos tres sensores son en realidad extremadamente diferentes en cómo se comportan y qué datos pueden brindarle, por lo que es importante conocer la diferencia para que elija el que sea adecuado para su situación.

Considere lo siguiente mientras planea:

  • Complejidad: la complejidad aumenta según la precisión con la que deba ser:

    • Las almohadillas de presión están diseñadas para detectar cuándo se aplica presión a un área y vienen en una variedad de calidad y precisión. Las almohadillas de presión más simples suelen ser el equivalente a grandes interruptores. Dentro de una almohadilla de presión hay dos capas de papel de aluminio separadas por una capa de espuma con agujeros. Cuando la espuma se aplasta, los contactos de metal tocan a través de la espuma y completan el circuito.

    • Para mayor precisión, es posible que desee utilizar sensores de fuerza , que miden la fuerza aplicada por cualquier cosa que se les ponga dentro de su rango. Aunque los sensores de fuerza son lo suficientemente precisos para detectar un cambio de peso, no son lo suficientemente precisos para proporcionar una medición precisa.

      Los sensores de fuerza suelen ser flexibles. Las resistencias sensibles a la fuerza, resistencias que se fabrican en una PCB flexible, cambian su resistencia cuando se aplica fuerza. La resistencia en sí está en la placa de circuito flexible y, aunque puede tolerar fuerzas y cargas extremadamente altas, es una buena idea protegerla del contacto directo para evitar que se doble, doble o se rompa.

    • Los sensores de carga pueden medir con precisión el peso hasta su límite. Funcionan de la misma manera que los sensores de fuerza al cambiar la resistencia a medida que se doblan. En la mayoría de los casos, un sensor de carga se fija a una pieza rígida de metal y monitorea los cambios a medida que el metal se somete a tensión. Los cambios son tan pequeños que a menudo requieren un circuito de amplificación conocido como Puente de Wheatstone.

  • Costo: El costo de cada sensor es relativamente bajo, incluso para los más sensibles. Una almohadilla de presión barata puede costarle $ 3 (£ 2), por todos los materiales para hacer uno de bricolaje, a $ 12 (£ 8), por una alfombra de presión económica y de nivel de entrada disponible en la mayoría de las tiendas y proveedores de electrónica.

    Las resistencias sensibles a la fuerza oscilan entre $ 8 y $ 23 (£ 5 a £ 15), pero cubren un área mucho más pequeña que una almohadilla de presión, por lo que es posible que necesite bastantes para cubrir un área grande.

    Los sensores de carga también son relativamente baratos en alrededor de $ 11 (£ 7), probablemente porque están tan extendidos que la producción en masa ha bajado el precio. Puede haber un costo adicional a tiempo para planificar y hacer los circuitos adicionales.

  • Dónde: El verdadero desafío con los sensores es alojarlos para evitar daños. En el caso de la almohadilla de presión y las resistencias sensibles a la fuerza, es una buena idea colocar una buena capa de espuma de tapicería en el lado de donde proviene la fuerza. Dependiendo de la densidad de la espuma, debería amortiguar lo suficiente la fuerza para proteger el sensor pero comprimirlo lo suficiente para una buena lectura.

    Debajo de los sensores, debes tener una base sólida que te dé algo contra lo que empujar. Este podría ser solo el piso en el que se coloca el sensor o se podría colocar una hoja de MDF / madera contrachapada en la parte inferior. Es una buena idea proteger el exterior de su sensor de presión, así que considere algo más resistente que la espuma en el exterior. El vinilo tapizado es una gran opción.

    Si planea que la gente camine sobre la superficie, por ejemplo, una capa de madera en la parte superior para emparedar la espuma es una buena opción para distribuir la carga y se puede reemplazar fácilmente, si es necesario. En el caso de los sensores de carga, requieren muy poco movimiento y deben conectarse o ponerse en contacto directo con una superficie estriada.

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¿Elegiste un sensor? Ahora necesitas descubrir cómo usarlo:

  • Las almohadillas de presión son un circuito extremadamente simple, al igual que para un pulsador. El hardware de una almohadilla de presión también es lo suficientemente fácil como para que pueda hacer uno usted mismo usando dos hojas de papel de aluminio, una hoja de espuma, una cubierta y un par de cables. Como alternativa al papel de aluminio, un excelente material para usar es la tela conductora o el hilo conductor, que son mucho más flexibles que el papel de aluminio.

  • Los sensores de fuerza también son relativamente fáciles de usar y pueden reemplazar a otros sensores analógicos, como sensores de luz o temperatura, en circuitos Arduino simples. Los rangos de fuerza pueden variar, pero puede escalar la fuerza a sus necesidades de manera bastante simple en el código.

  • Los sensores de carga son probablemente el sensor más complejo si se utilizan para lecturas precisas, como con un juego de básculas. Requieren circuitos adicionales y un amplificador para que Arduino lea los cambios mínimos en la resistencia.

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