- ஃபோர்ஸ் சென்சார் அல்லது ஃபோர்ஸ் சென்சிடிவ் ரெசிஸ்டர்
- கூறுகள் தேவை
- சுற்று வரைபடம் மற்றும் வேலை விளக்கம்
இந்த திட்டத்தில் ஃபோர்ஸ் சென்சார் மற்றும் அர்டுயினோ யூனோவைப் பயன்படுத்தி ஒரு வேடிக்கையான சுற்று ஒன்றை உருவாக்குவோம். இந்த சுற்று சென்சாரில் பயன்படுத்தப்படும் சக்தியுடன் நேர்கோட்டுடன் தொடர்புடைய ஒலியை உருவாக்குகிறது. அதற்காக நாங்கள் FORCE சென்சாரை Arduino Uno உடன் இடைமுகப்படுத்தப் போகிறோம். UNO இல், நாங்கள் இந்த வேலையைச் செய்ய 8 பிட் ஏடிசி (டிஜிட்டல் மாற்றத்திற்கு அனலாக்) அம்சத்தைப் பயன்படுத்த உள்ளோம்.
ஃபோர்ஸ் சென்சார் அல்லது ஃபோர்ஸ் சென்சிடிவ் ரெசிஸ்டர்
ஒரு FORCE சென்சார் என்பது ஒரு ஆற்றல்மாற்றி ஆகும், இது மேற்பரப்பில் அழுத்தம் செலுத்தப்படும்போது அதன் எதிர்ப்பை மாற்றுகிறது. ஃபோர்ஸ் சென்சார் வெவ்வேறு அளவுகள் மற்றும் வடிவங்களில் கிடைக்கிறது. மலிவான பதிப்புகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தப் போகிறோம், ஏனெனில் இங்கு எங்களுக்கு துல்லியம் அதிகம் தேவையில்லை. எஃப்எஸ்ஆர் 400 சந்தையில் மலிவான சக்தி சென்சார்களில் ஒன்றாகும். FSR400 இன் படம் கீழே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. அவை படை-உணர்திறன் மின்தடையம் அல்லது எஃப்எஸ்ஆர் என்றும் அழைக்கப்படுகின்றன, ஏனெனில் அதன் எதிர்ப்பு அதற்கு பயன்படுத்தப்படும் சக்தி அல்லது அழுத்தத்திற்கு ஏற்ப மாறுகிறது. இந்த சக்தி உணர்திறன் மின்தடையில் அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, அதன் எதிர்ப்பு குறைகிறது, அதாவது எதிர்ப்பு பயன்படுத்தப்படும் சக்திக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும். எனவே அதன் மீது எந்த அழுத்தமும் செலுத்தப்படாதபோது, எஃப்.எஸ்.ஆரின் எதிர்ப்பு மிக அதிகமாக இருக்கும்.
இப்போது எஃப்.எஸ்.ஆர் 400 நீளத்துடன் உணர்திறன் கொண்டது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சக்தி அல்லது எடை சென்சார் கண் நடுவில் உள்ள பிரமை மீது குவிந்திருக்க வேண்டும். தவறான நேரத்தில் சக்தி பயன்படுத்தப்பட்டால், சாதனம் நிரந்தரமாக சேதமடையக்கூடும்.
அதை அறிய மற்றொரு முக்கியமான விஷயம், சென்சார் உயர் வரம்பின் நீரோட்டங்களை இயக்க முடியும். எனவே நிறுவும் போது ஓட்டுநர் நீரோட்டங்களை நினைவில் கொள்ளுங்கள். மேலும் சென்சாருக்கு 10 நியூட்டன்கள் என்ற சக்தியின் வரம்பு உள்ளது. எனவே நாம் 1 கிலோ எடையை மட்டுமே பயன்படுத்த முடியும். 1 கிலோவை விட அதிகமான எடைகள் பயன்படுத்தினால், சென்சார் சில விலகல்களைக் காட்டக்கூடும். இது 3 கிலோவுக்கு மேல் அதிகரித்தால். சென்சார் நிரந்தரமாக சேதமடையக்கூடும்.
முன்பு கூறியது போல் இந்த சென்சார் அழுத்தத்தின் மாற்றங்களை உணர பயன்படுகிறது. எனவே எடை FORCE சென்சாரின் மேல் பயன்படுத்தப்படும்போது, எதிர்ப்பு கடுமையாக மாற்றப்படுகிறது. எடையை விட FS400 இன் எதிர்ப்பு கீழே உள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது,
மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சென்சாரின் இரண்டு தொடர்புகளுக்கிடையேயான எதிர்ப்பு எடையுடன் குறைகிறது அல்லது சென்சாரின் இரண்டு தொடர்புகளுக்கு இடையிலான நடத்தை அதிகரிக்கிறது. தூய நடத்துனரின் எதிர்ப்பு பின்வருமாறு:
எங்கே, p- கடத்தியின் எதிர்ப்பு
l = கடத்தியின் நீளம்
A = கடத்தியின் பகுதி.
இப்போது “ஆர்” எதிர்ப்பைக் கொண்ட ஒரு கடத்தியைக் கவனியுங்கள், கடத்தியின் மேல் சில அழுத்தம் பயன்படுத்தப்பட்டால், கடத்தியின் பகுதி குறைகிறது மற்றும் அழுத்தத்தின் விளைவாக கடத்தியின் நீளம் அதிகரிக்கிறது. எனவே சூத்திரத்தின் மூலம் கடத்தியின் எதிர்ப்பு அதிகரிக்க வேண்டும், ஏனெனில் எதிர்ப்பு R என்பது பகுதிக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகவும் நீளத்திற்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகவும் இருக்கும்.
எனவே அழுத்தம் அல்லது எடையின் கீழ் ஒரு கடத்திக்கு இது கடத்தியின் எதிர்ப்பு அதிகரிக்கிறது. ஆனால் ஒட்டுமொத்த எதிர்ப்போடு ஒப்பிடும்போது இந்த மாற்றம் சிறியது. கணிசமான மாற்றத்திற்காக பல கடத்திகள் ஒன்றாக அடுக்கி வைக்கப்பட்டுள்ளன. மேலே உள்ள படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ள ஃபோர்ஸ் சென்சார்களுக்குள் இதுதான் நடக்கும். நெருக்கமாகப் பார்க்கும்போது சென்சாருக்குள் பல வரிகளைக் காணலாம். இந்த வரிகள் ஒவ்வொன்றும் ஒரு கடத்தியைக் குறிக்கும். சென்சாரின் உணர்திறன் கடத்தி எண்களில் உள்ளது.
ஆனால் இந்த விஷயத்தில் எதிர்ப்பு அழுத்தத்துடன் குறைந்து கொண்டே இருக்கும், ஏனெனில் இங்கு பயன்படுத்தப்படும் பொருள் தூய்மையான கடத்தி அல்ல. இங்குள்ள எஃப்எஸ்ஆர் வலுவான பாலிமர் தடிமனான படம் (பி.டி.எஃப்) சாதனங்கள். எனவே இவை தூய்மையான கடத்தி பொருள் சாதனங்கள் அல்ல. இவை ஒரு பொருளால் ஆனவை, அவை சென்சாரின் மேற்பரப்பில் பயன்படுத்தப்படும் சக்தியின் அதிகரிப்புடன் எதிர்ப்பின் குறைவை வெளிப்படுத்துகின்றன. இந்த பொருள் FSR இன் வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி பண்புகளைக் காட்டுகிறது.
எதிர்ப்பின் இந்த மாற்றம் நாம் அவற்றைப் படிக்க முடியாவிட்டால் எந்த நன்மையும் செய்ய முடியாது. கையில் உள்ள கட்டுப்படுத்தி மின்னழுத்தத்தில் உள்ள வாய்ப்புகளை மட்டுமே படிக்க முடியும், அதற்கும் குறைவாக ஒன்றும் இல்லை, இதற்காக நாம் மின்னழுத்த வகுப்பி சுற்று பயன்படுத்தப் போகிறோம், இதன் மூலம் எதிர்ப்பு மாற்றத்தை மின்னழுத்த மாற்றமாக நாம் பெறலாம்.
மின்னழுத்த வகுப்பி ஒரு எதிர்ப்பு சுற்று மற்றும் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. இந்த எதிர்ப்பு வலையமைப்பில் நமக்கு ஒரு நிலையான எதிர்ப்பு மற்றும் பிற மாறி எதிர்ப்பு உள்ளது. படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இங்கே R1 ஒரு நிலையான எதிர்ப்பு மற்றும் R2 என்பது FORCE சென்சார் ஆகும், இது ஒரு எதிர்ப்பாக செயல்படுகிறது. கிளையின் நடுப்பகுதி அளவீட்டுக்கு எடுக்கப்படுகிறது. R2 மாற்றத்துடன், Vout இல் எங்களுக்கு மாற்றம் உள்ளது. எனவே இதன் மூலம் எடையுடன் மின்னழுத்த மாற்றம் உள்ளது.
இப்போது இங்கே கவனிக்க வேண்டிய முக்கியமான விஷயம் என்னவென்றால், ADC மாற்றத்திற்கான கட்டுப்படுத்தியால் எடுக்கப்பட்ட உள்ளீடு 50µAmp ஆக குறைவாக உள்ளது. வவுட் ஆஃப் மின்னழுத்த வகுப்பிலிருந்து பெறப்பட்ட மின்னோட்டம் பிழை சதவீதம் அதிகரிக்கிறது என்பதால் எதிர்ப்பு அடிப்படையிலான மின்னழுத்த வகுப்பியின் இந்த ஏற்றுதல் விளைவு முக்கியமானது, இப்போது ஏற்றுதல் விளைவு பற்றி நாம் கவலைப்பட தேவையில்லை.
எஃப்எஸ்ஆர் சென்சார் சரிபார்க்க எப்படி
ஃபோர்ஸ் சென்சிங் மின்தடையத்தை மல்டிமீட்டரைப் பயன்படுத்தி சோதிக்க முடியும். எஃப்எஸ்ஆர் சென்சாரின் இரண்டு ஊசிகளை எந்த சக்தியையும் பயன்படுத்தாமல் மல்டிமீட்டருடன் இணைத்து எதிர்ப்பு மதிப்பை சரிபார்க்கவும், அது மிக அதிகமாக இருக்கும். அதன் மேற்பரப்பில் சில சக்தியைப் பயன்படுத்துங்கள் மற்றும் எதிர்ப்பு மதிப்பின் குறைவைக் காண்க.
FSR சென்சாரின் பயன்பாடுகள்
ஃபோர்ஸ்-சென்சிங் மின்தடையங்கள் முக்கியமாக அழுத்தம்-உணர்திறன் "பொத்தான்களை" உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கார் ஆக்கிரமிப்பு சென்சார்கள், ரெசிஸ்டிவ் டச்-பேட்கள், ரோபோ விரல் நுனிகள், செயற்கை கைகால்கள், விசைப்பலகைகள், கால் உச்சரிப்பு அமைப்புகள், இசைக்கருவிகள், உட்பொதிக்கப்பட்ட மின்னணுவியல், சோதனை மற்றும் அளவீட்டு கருவி, OEM மேம்பாட்டு கிட் மற்றும் போர்ட்டபிள் எலக்ட்ரானிக்ஸ், விளையாட்டு. அவை ஆக்மென்ட் ரியாலிட்டி அமைப்புகளிலும் மொபைல் தொடர்புகளை மேம்படுத்தவும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
கூறுகள் தேவை
வன்பொருள்: அர்டுயினோ யூனோ, மின்சாரம் (5 வி), 1000 யுஎஃப் மின்தேக்கி, 100 என்எஃப் மின்தேக்கி (3 துண்டுகள்), 100 கே Ω மின்தடை, பஸர், 220Ω மின்தடை, எஃப்எஸ்ஆர் 400 ஃபோர்ஸ் சென்சார்.
சாஃப்ட்வேர் : அட்மெல் ஸ்டுடியோ 6.2 அல்லது ஆர்டினோ இரவு
சுற்று வரைபடம் மற்றும் வேலை விளக்கம்
அர்டுயினோவுடன் ஃபோர்ஸ் சென்சிங் ரெசிஸ்டரை இடைமுகப்படுத்துவதற்கான சுற்று இணைப்பு கீழே உள்ள வரைபடத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது.
சென்சார் முழுவதும் மின்னழுத்தம் முற்றிலும் நேரியல் அல்ல; அது சத்தமாக இருக்கும். சத்தத்தை வடிகட்ட, படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி வகுப்பி சுற்றுகளில் ஒவ்வொரு மின்தடையிலும் ஒரு மின்தேக்கிகள் வைக்கப்படுகின்றன.
இங்கே நாம் வகுப்பி வழங்கிய மின்னழுத்தத்தை (எடையை நேர்கோட்டுடன் குறிக்கும் மின்னழுத்தம்) எடுத்து UNO இன் ADC சேனல்களில் ஒன்றிற்கு உணவளிக்கப் போகிறோம். மாற்றத்திற்குப் பிறகு, அந்த டிஜிட்டல் மதிப்பை (எடையைக் குறிக்கும்) எடுத்து, பஸரை இயக்க PWM மதிப்புடன் தொடர்புபடுத்தப் போகிறோம்.
எனவே எடையுடன் நம்மிடம் ஒரு பிடபிள்யூஎம் மதிப்பு உள்ளது, இது டிஜிட்டல் மதிப்பைப் பொறுத்து அதன் கடமை விகிதத்தை மாற்றுகிறது. அதிக டிஜிட்டல் மதிப்பு PWM இன் கடமை விகிதத்தை அதிகமாக்குகிறது, எனவே பஸர் உருவாக்கும் சத்தம் அதிகமாகும். எனவே எடையை எடையுடன் தொடர்புபடுத்தினோம்.
மேலும் செல்வதற்கு முன் Arduino Uno இன் ADC பற்றி பேசலாம். ARDUINO ஆறு ADC சேனல்களைக் கொண்டுள்ளது, இது படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. அவற்றில் ஏதேனும் ஒன்று அல்லது அனைத்தையும் அனலாக் மின்னழுத்தத்திற்கான உள்ளீடுகளாகப் பயன்படுத்தலாம். UNO ADC 10 பிட் தெளிவுத்திறன் கொண்டது (ஆகவே (0- (2 ^ 10) 1023% இலிருந்து முழு எண் மதிப்புகள்). இதன் பொருள் 0 மற்றும் 5 வோல்ட்டுகளுக்கு இடையில் உள்ளீட்டு மின்னழுத்தங்களை 0 மற்றும் 1023 க்கு இடையில் முழு மதிப்புகளாக வரைபடமாக்கும். (5/1024 = 4.9 எம்.வி) ஒரு யூனிட்டுக்கு.
இங்கே நாம் UNO இன் A0 ஐப் பயன்படுத்தப் போகிறோம்.
நாம் சில விஷயங்களை அறிந்து கொள்ள வேண்டும்.
|
முதலில் UNO ADC சேனல்கள் 5V இன் இயல்புநிலை குறிப்பு மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன. எந்தவொரு உள்ளீட்டு சேனலிலும் ஏடிசி மாற்றத்திற்கான அதிகபட்ச உள்ளீட்டு மின்னழுத்தத்தை 5 வி கொடுக்க முடியும் என்பதே இதன் பொருள். சில சென்சார்கள் 0-2.5V இலிருந்து மின்னழுத்தங்களை வழங்குவதால், 5V குறிப்புடன் நாம் குறைவான துல்லியத்தைப் பெறுகிறோம், எனவே இந்த குறிப்பு மதிப்பை மாற்ற எங்களுக்கு உதவும் ஒரு வழிமுறை உள்ளது. எனவே எங்களிடம் உள்ள குறிப்பு மதிப்பை மாற்றுவதற்காக (“அனலாக் ரெஃபரன்ஸ் ();”) இப்போதைக்கு இதை விட்டு விடுகிறோம்.
இயல்பாக, அதிகபட்ச போர்டு ஏடிசி தீர்மானம் 10 பிட்ஸைப் பெறுகிறோம், இந்த தீர்மானத்தை அறிவுறுத்தலைப் பயன்படுத்தி மாற்றலாம் (“அனலாக் ரீட் ரெசல்யூஷன் (பிட்கள்);”). இந்த தீர்மான மாற்றம் சில சந்தர்ப்பங்களில் கைக்கு வரலாம். இப்போது நாம் அதை விட்டு விடுகிறோம்.
இப்போது மேலே உள்ள நிபந்தனைகள் இயல்புநிலையாக அமைக்கப்பட்டால், “அனலாக் ரீட் (முள்);” என்ற செயல்பாட்டை நேரடியாக அழைப்பதன் மூலம் சேனல் '0' இன் ஏடிசியிலிருந்து மதிப்பைப் படிக்கலாம், இங்கே “முள்” என்பது நாம் அனலாக் சிக்னலை இணைத்த இடத்தைக் குறிக்கிறது, இந்த விஷயத்தில் அது “A0” ஆக இருக்கும். ADC இலிருந்து மதிப்பை ஒரு முழு எண்ணாக “int SENSORVALUE = அனலாக் ரீட் (A0) ஆக எடுத்துக் கொள்ளலாம்; ”, இந்த அறிவுறுத்தலின் மூலம் ADC ஆனது“ SENSORVALUE ”என்ற முழு எண்ணில் சேமிக்கப்பட்ட பிறகு மதிப்பு.
அர்டுயினோ யூனோவின் பிடபிள்யூஎம் பிசிபி போர்டில் “~” எனக் குறிக்கப்பட்ட எந்த ஊசிகளிலும் அடைய முடியும். UNO இல் ஆறு PWM சேனல்கள் உள்ளன. எங்கள் நோக்கத்திற்காக PIN3 ஐப் பயன்படுத்தப் போகிறோம்.
|
அனலாக்ரைட் (3, மதிப்பு); |
மேலே உள்ள நிலையில் இருந்து நாம் நேரடியாக தொடர்புடைய முள் மீது PWM சமிக்ஞையைப் பெறலாம். அடைப்புக்குறிக்குள் முதல் அளவுரு PWM சமிக்ஞையின் முள் எண்ணைத் தேர்ந்தெடுப்பதாகும். இரண்டாவது அளவுரு கடமை விகிதத்தை எழுதுவதற்கானது.
UNO இன் PWM மதிப்பை 0 முதல் 255 வரை மாற்றலாம். “0” உடன் மிகக் குறைவானது “255” ஆக உயர்ந்தது. கடமை விகிதமாக 255 உடன் PIN3 இல் 5V கிடைக்கும். கடமை விகிதம் 125 என வழங்கப்பட்டால், PIN3 இல் 2.5V கிடைக்கும்.
இப்போது நாம் 0-1024 மதிப்பை ADC வெளியீடாகவும் 0-255 PWM கடமை விகிதமாகவும் வைத்திருக்கிறோம். எனவே ஏடிசி பி.டபிள்யூ.எம் விகிதத்தில் சுமார் நான்கு மடங்கு ஆகும். எனவே ஏடிசி முடிவை 4 ஆல் வகுப்பதன் மூலம் தோராயமான கடமை விகிதத்தைப் பெறுவோம்.
அதனுடன் நாம் ஒரு பிடபிள்யூஎம் சிக்னலைக் கொண்டிருப்போம், அதன் கடமை விகிதம் எடையுடன் நேர்கோட்டுடன் மாறுகிறது. இது பஸருக்கு வழங்கப்படுவதால், எடையைப் பொறுத்து ஒலி ஜெனரேட்டர் உள்ளது.