Плоский резистивный одноосевой датчик изгиба RAK12016 WisBlock Flex Sensor Spectrasymbol FS-L-0095-103-ST входит в серию продуктов модульного конструирования цифровой программируемой платформы WisBlock, ориентированной на создание быстрособираемых систем сверхкомпактного электронного оборудования с низким энергопотреблением, обладающих возможностью последующей модернизации с применением метода произвольного реконфигурирования аппаратной или программной части. Платформа WisBlock уверенно демонстрирует себя надёжной и одновременно низкозатратной опорой для лёгкого, быстрого, и качественного решения множества задач в области развития и интеграции современных IoT-технологий. Поддерживаемая разработчиками и мировым сообществом, платформа имеет внушительный спектр функциональности, и прекрасно подходит для воспроизводства различных устройств от единичного количества до серийных масштабов. Полностью открытая для изучения, платформа WisBlock предоставляет возможности проектирования и встраивания индивидуальных модулей. Среди прочих выгодных достоинств, платформа WisBlock располагает управляемой системой питания, определяющей наиболее эффективное расходование энергоресурсов автономных приложений.

Технические характеристики

Комплектация

WisBlock Flex Sensor RAK12017 представляет собой модуль с гибким датчиком на основе переменного печатного резистора Spectrasymbol FS-L-0095-103-ST. За счёт изменения сопротивления в процессе деформации собственной плоской рабочей зоны, имеющей длину около 10 см, датчик позволяет производить измерения механических изгибов множества твердотельных объектов. Выполненный в виде тонкой полосы с односторонним расположением чувствительных к изгибам токопроводящих углеродных элементов, датчик способен изменять сопротивление лишь в одной осевой плоскости с углом 1-180°, и только в одном направлении. Гибкий датчик деформации дополнен буферным фильтром для снижения ошибок значений импеданса на выходе контура делителя напряжения. Информация об выходном аналоговом сигнале от гибкого резистивного датчика преобразуется АЦП ADC121C021 в цифровой формат и храниться в его памяти, откуда считывается процессорным модулем WIsCore через интерфейсную шину I2C. В паре с 12-битным аналого-цифровым преобразователем АЦП, модуль RAK12016 Flex Sensor обеспечивает высокую точность измерений угла изгиба контактной поверхности вплоть до 1 градуса.

RAK12016 Flex Sensor прекрасно подходит для проектов создания человеко-машинного интерфейса, с прикладыванием датчика к пальцам рук. Гибкий резистивный датчик идеален для приложений безопасности на производственных линиях, в системах обнаружения изгибов оборудования под нагрузкой. Он также находит успешное применение в робототехнике, автомобилестроении, медицине, и других областях.

Основы и механики гибкого датчика

Пример функционирования одноосевого резистивного гибкого плоского датчика изгиба. Внутренний импеданс датчика с номиналом 7-13кОм постепенно нарастает (до двухкратного значения) с увеличением угла изгиба 0° до 180°, или спадает, когда угол изгиба уменьшается в обратную сторону от 180° до 0°.

Функциональное определение выводов 40-контактного разъёма модуля RAK12016

По умолчанию, адрес обращения к датчику RAK12016 Flex Sensor в синхронной цифровой шине I2C — 0х54h.

Образец монтажа

Модуль RAK12016 спроектирован для установки в слот любой базовой платы платформы WisBlock, кроме миниатюрной RAK19003 Mini без порта WisIO. Прямое подключение гибкого резистивного датчика изгиба RAK12016 к 40-контактному разъёму WisIO базовой платы WisBase не во всех случаях может оказаться эффективным с точки зрения конструирования конечного варианта WisBlock-приложения. Модуль легко присоединяется к базовой плате с помощью 120-миллиметрового плоского гибкого печатного шлейфа (RAK19008), когда требуется нетиповое соединение основных компонентов.

На лицевой стороне RAK12016 и прочих съёмных модулей WisBlock присутствует шелкографическая метка, указывающая на область приложения механического усилия для безопасного извлечения модуля из разъёма. Эта метка находится рядом с коннектором.

На изображении показан способ крепления RAK12016 к верхней стороне RAK5005-O.

Электрическая принципиальная схема резистивного датчика изгиба RAK12016

Физические размеры, мм

Программное обеспечение

1. Примеры программирования гибкого резистивного датчика RAK12016 WisBlock Flex Sensor;
2. Библиотека RAK-MQx-Library для АЦП преобразования ADC121C021 TI, совместимая с Arduino IDE;

Техническая документация

1. Спецификация гибкого сенсора FS-L-0095-103-ST Flex Sensor SPECTRASYMBOL (англ., PDF, datasheet);
2. Спецификация АЦП ADC121C021 TI (англ., PDF, Datasheet);
3. Характеристики коннекторов FBB (.PNG);
4. Краткое руководство пользователя RAK12016 WisBlock Flex Sensor Module;

Полезные ссылки

1. Репозиторий исходного кода WisBlock на сайте GitHub;
2. Краткое руководство пользователя системы WisBlock;
3. Руководство по дизайну индивидуальных сенсорных WisIO модулей;