Arduino - Capteur de force

Dans ce tutoriel, nous allons apprendre :

Comment fonctionne un capteur de force
Comment connecter le capteur de force à Arduino
Comment programmer Arduino pour lire l'état du capteur de force
Comment utiliser le capteur de force avec Arduino

Préparation du matériel

1	×	Arduino Uno R3
1	×	Câble USB 2.0 type A/B (pour PC USB-A)
1	×	Câble USB 2.0 type C/B (pour PC USB-C)
1	×	Capteur de force
1	×	10 kΩ Resistor
1	×	Plaque d'essai
1	×	Fils de connexion
1	×	Optionnel: 9V Power Adapter for Arduino
1	×	Recommandé: Shield à bornier à vis pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Sensors/Servo Expansion Shield for Arduino Uno
1	×	Recommandé: Shield plaque d'essai pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Boîtier pour Arduino Uno
1	×	Recommandé: Kit plaque de base prototypage et plaque d'essai pour Arduino Uno

Ou vous pouvez acheter les kits suivants:

1	×	Kit de Démarrage DIYables STEM V3 (Arduino inclus)
1	×	Kit de Capteurs DIYables (18 capteurs/écrans)

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À propos du capteur de force

Le capteur de force est également connu sous le nom de résistance sensible à la force, résistance de détection de force, ou simplement FSR. Le capteur de force est essentiellement une résistance qui change sa valeur résistive en fonction de la pression exercée. Le capteur de force est :

À faible coût et facile à utiliser.
Efficace pour détecter la pression physique, la compression.
Pas efficace pour déterminer le nombre de livres de poids qu'ils supportent.

Le capteur de force est utilisé dans les batteries électroniques, les téléphones mobiles, les appareils de jeu portables et de nombreux autres appareils électroniques portables.

Brochage

Un capteur de force a deux broches. Comme il s'agit d'une sorte de résistance, nous n'avons PAS besoin de distinguer ces broches. Elles sont symétriques.

Comment ça fonctionne

Le capteur de force est essentiellement une résistance qui modifie sa résistance en fonction de la pression exercée. Plus vous appuyez fort sur le capteur, plus la résistance entre les deux bornes sera faible.

Diagramme de câblage

Cette image a été créée avec Fritzing. Cliquez pour agrandir l'image.

Comment programmer un capteur de force

Les broches A0 à A5 de l'Arduino Uno peuvent fonctionner comme entrée analogique. La broche d'entrée analogique convertit la tension (entre 0 V et VCC) en valeurs entières (entre 0 et 1023), appelées valeur ADC ou valeur analogique.

En connectant une broche du capteur de force à une broche d'entrée analogique, nous pouvons lire la valeur analogique de la broche en utilisant la fonction analogRead(), puis nous pouvons savoir à quel point elle a été pressée.

Code Arduino

Étapes rapides

Copiez le code ci-dessus et ouvrez-le avec Arduino IDE
Cliquez sur le bouton Upload dans Arduino IDE pour charger le code sur Arduino
Appuyez sur le capteur de force
Vérifiez le résultat sur le moniteur série.

Newbiely | Arduino IDE 2.3.8

──

☐

Newbiely.ino

···

8 Serial.println("Hello World!");

Output

Serial Monitor

Message (Enter to send message to 'Arduino Uno' on 'COM15')

New Line

9600 baud

Force sensor reading = 0 -> no pressure Force sensor reading = 0 -> no pressure Force sensor reading = 132 -> light touch Force sensor reading = 147 -> light touch Force sensor reading = 394 -> light squeeze Force sensor reading = 421 -> light squeeze Force sensor reading = 607 -> medium squeeze Force sensor reading = 791 -> medium squeeze Force sensor reading = 921 -> big squeeze Force sensor reading = 987 -> big squeeze Force sensor reading = 0 -> no pressure Force sensor reading = 0 -> no pressure

Ln 11, Col 1

Arduino Uno on COM15

Vidéo

La démo vidéo ci-dessous utilise le code ci-dessous. Notez que la vidéo montre l'Arduino Uno R4, mais cela fonctionne de manière identique pour l'Arduino Uno R3 :

/* * Ce code Arduino a été développé par newbiely.fr * Ce code Arduino est mis à disposition du public sans aucune restriction. * Pour des instructions complètes et des schémas de câblage, veuillez visiter: * https://newbiely.fr/tutorials/arduino/arduino-force-sensor */ #include <Wire.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SSD1306.h> // OLED display configuration #define SCREEN_WIDTH 128 #define SCREEN_HEIGHT 64 #define OLED_RESET -1 Adafruit_SSD1306 display( SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET ); // Force-sensitive resistor input #define FORCE_SENSOR_PIN A0 // LED pins used to indicate force level const int ledPins[8] = { 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 }; // Calibrated force sensor range const int FORCE_MIN = 0; const int FORCE_MAX = 1000; // Exponential moving average filter float smoothValue = 0; const float alpha = 0.3; // Initialize hardware and display void setup() { Serial.begin(115200); // Configure LED outputs and turn all LEDs off. for (int i = 0; i < 8; i++) { pinMode(ledPins[i], OUTPUT); digitalWrite(ledPins[i], LOW); } // Initialize the OLED using I2C communication. if (!display.begin( SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C )) { Serial.println("OLED failed!"); // Stop execution if the OLED cannot be initialized. while (1); } display.clearDisplay(); display.setTextColor(SSD1306_WHITE); // Display startup screen. display.setTextSize(2); display.setCursor(20, 25); display.println("DIYables"); display.display(); delay(1500); // Initialize the filter with the first sensor reading // to prevent an incorrect initial value. smoothValue = analogRead(FORCE_SENSOR_PIN); } void loop() { // Read the current FSR value. int rawValue = analogRead(FORCE_SENSOR_PIN); // Apply exponential moving average filtering // to reduce sensor noise and fluctuations. smoothValue = alpha * rawValue + (1.0 - alpha) * smoothValue; int forceValue = (int)smoothValue; // Convert the sensor value into 8 force levels. int level = map( forceValue, FORCE_MIN, FORCE_MAX, 0, 8 ); level = constrain(level, 0, 8); // Turn on LEDs progressively according to the force level. for (int i = 0; i < 8; i++) { if (i < level) { digitalWrite(ledPins[i], HIGH); } else { digitalWrite(ledPins[i], LOW); } } // Output sensor data for monitoring and calibration. Serial.print("FSR = "); Serial.print(forceValue); Serial.print(" | Level = "); Serial.println(level); // Refresh OLED display. display.clearDisplay(); // Display title. display.setTextSize(2); display.setCursor(50, 0); display.println("FSR"); // Configure the force indicator as a battery-style bar. int barX = 10; int barY = 25; int barWidth = 108; int barHeight = 18; // Draw the outer bar. display.drawRect( barX, barY, barWidth, barHeight, SSD1306_WHITE ); // Draw the battery terminal. display.fillRect( barX + barWidth, barY + 5, 4, 8, SSD1306_WHITE ); // Calculate the filled portion based on the force level. int fillWidth = map( level, 0, 8, 0, barWidth - 4 ); if (fillWidth > 0) { display.fillRect( barX + 2, barY + 2, fillWidth, barHeight - 4, SSD1306_WHITE ); } // Display current force level. display.setTextSize(1); display.setCursor(5, 50); display.print("LEVEL: "); display.print(level); display.print("/8"); // Display project branding. display.setCursor(78, 50); display.print("DIYables"); display.display(); // Short delay for stable display updates. delay(30); }

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