Sensor de Fuerza Lineal (Potenciómetro) 10 cm

Este potenciómetro lineal sensible a la fuerza (FSLP) de Interlink Electronics es un componente pasivo con resistencias internas que varían de forma independiente en función de la ubicación y la magnitud de la fuerza aplicada. Esto permite que un microcontrolador con un convertidor analógico-digital (ADC), como un Arduino o un A-Star, determine fácilmente dónde y con qué fuerza se presiona la tira LED, posibilitando interfaces de usuario táctiles avanzadas (como la navegación por menús) o sensores táctiles sofisticados. El FSLP es, en esencia, una resistencia sensible a la fuerza (FSR) que también puede detectar la posición simultáneamente. El vídeo anterior muestra un proyecto de ejemplo con este FSLP para controlar una tira LED: la posición determina el número de LED encendidos y la presión determina el color del LED. El código Arduino utilizado en el ejemplo está disponible en GitHub e incluye funciones para leer la presión y la posición que pueden ser útiles para empezar a usar este sensor. Encontrará más información sobre la demostración en nuestra entrada del blog sobre el FSLP.

La tira de 4,1″ × 0,57″ es ligera (1,4 g) y extremadamente delgada (0,02″), y tiene un área de detección activa de 3,9″ × 0,37″ que se puede personalizar a varias longitudes diferentes cortando la tira en puntos predefinidos. No se comprime apreciablemente al aplicar presión, y aunque es flexible, está diseñada para usarse en superficies lisas y planas, ya que doblarla puede afectar negativamente su rendimiento. El FSLP tiene un respaldo adhesivo enmascarado para un montaje sencillo, mientras que la extensión de 1,2″ le brindan una manera conveniente de integrar el componente en su proyecto. Los dos pines macho (llamados «pestañas de soldadura») tienen un espacio de 0,1″, lo que significa que son compatibles con la mayoría de las placas de prototipos sin soldadura y placas perforadas, aunque las pestañas de soldadura son demasiado cortas para funcionar bien con muchos conectores de 0,1″.

Uso del sensor

El FSLP es un dispositivo de tres terminales. Al aplicar presión, su circuito interno equivale a tres resistencias. Para medir la magnitud de la presión, se requiere añadir una resistencia externa al circuito, por lo que se necesitan cuatro líneas del microcontrolador, dos de las cuales deben ser capaces de leer voltajes analógicos. En la guía de integración del FSLP (PDF de 513 kB) se encuentra información detallada sobre este sensor, incluyendo su funcionamiento, dimensiones y procedimientos de medición. El resto de esta sección resume brevemente algunos de los puntos clave de los procedimientos de medición descritos en la guía de integración.

Medición de la presión

La resistencia Rp depende directamente de la magnitud de la presión aplicada, variando desde aproximadamente 300 kΩ con toques muy ligeros hasta aproximadamente 1 kΩ con una presión muy fuerte. Si el pin conectado a D1 se pone en estado alto y el pin conectado a la parte inferior de la resistencia Ro se pone en estado bajo, el pin SL se convierte en la salida de un divisor de voltaje resistivo con Rp en el pin superior y la resistencia externa Ro en el pin inferior. La medición del voltaje en el terminal D2 proporciona el voltaje de entrada a este divisor de voltaje dependiente de la presión y permite realizar la medición de presión independientemente de R1 y R2, que varían según el punto de contacto de la tira. Una vez medidos el voltaje de entrada (voltaje en D2) y el de salida (voltaje en SL) del divisor de voltaje, se dispone de toda la información necesaria para calcular Rp, que está directamente relacionada con la presión.

El valor óptimo de Ro depende de la aplicación específica, pero un valor entre 4,7 kΩ y 10 kΩ suele funcionar bien para la mayoría de los proyectos.

Cabe destacar que, cuando no se aplica presión a la tira, Rp debería ser de varios megaohmios y el voltaje en SL se reducirá casi por completo a cero a través de Ro. Esto permite determinar cuándo no se está tocando la tira.

Medición de la posición

La tira también funciona como un potenciómetro lineal, donde la presión aplicada (por ejemplo, la del dedo) actúa como cursor. A medida que el punto de presión aplicada se desplaza de un extremo a otro de la tira, R1 disminuye y R2 aumenta, o viceversa (la suma de R1 y R2 suele ser de entre 1 kΩ y 1,5 kΩ por pulgada de la tira). Si el pin conectado a D1 se activa a nivel alto y el pin conectado a D2 a nivel bajo, el pin SL se convierte en la salida de este potenciómetro lineal (el pin conectado a la parte inferior de Ro debe configurarse como una entrada de alta impedancia para eliminar Ro del circuito). El voltaje en el pin SL debe variar de 0 a Vcc (nivel lógico bajo a nivel lógico alto) a medida que el punto de aplicación de la presión se desplaza de un extremo al otro.

Cabe destacar que, cuando no se aplica presión a la tira, el pin SL queda prácticamente flotante y no proporciona una medición de posición útil. Como se describe en la sección anterior, la lectura de presión permite determinar cuándo no se está tocando la tira y, por lo tanto, ignorar la medición de posición.

Nota: Para aprovechar al máximo los 10 cm (4 pulgadas) de la tira, debe cortar las tres pequeñas pestañas que se encuentran en el borde. Estas pestañas determinan la longitud activa de la tira; con las tres pestañas intactas, solo la primera pulgada del sensor proporcionará lecturas de posición.