컨텐츠 메뉴
● 장력 센서 이해
>> 1.로드 셀
>> 2. 스트레인 게이지
>> 3. 플렉스 센서
>> 4. 압전 센서
>> 5. 용량 성 센서
>> 배선 다이어그램
>> 샘플 코드
● 고급 통합 기술
>> 데이터 로깅
>> 무선 통신
● 결론
● FAQ
>> 3. 장력을 측정하기 위해 Flex 센서를 사용할 수 있습니까?
● 인용 :
장력 감지는 로봇 공학, 구조 건강 모니터링 및 웨어러블 기술을 포함한 다양한 응용 분야의 중요한 측면입니다. 이 기사는 다음을 탐구합니다 Arduino와 호환되는 최고의 센서 . 장력을 측정하고 기능, 응용 프로그램 및 통합 방법에 중점을두기 위해
장력 센서는 케이블이나 스트링을 따라 가해지는 힘을 측정하도록 설계된 장치입니다. 모니터링 부하 또는 응력이 필수적인 시나리오에서 귀중한 데이터를 제공 할 수 있습니다. 객체를 밀어내는 힘을 측정하는 압축 센서와 달리 장력 센서는 당기 힘을 감지합니다.
- 설명 : 부하 셀은 계량 응용 분야에 널리 사용되며 장력 측정에도 적응할 수도 있습니다.
- 작동 원리 : 스트레인 게이지의 원리에 따라 작동하며, 이는 스트레칭시 저항이 바뀝니다.
- 예 : HX711 앰프는 일반적으로 Arduino의 체중 데이터를 읽기 위해로드 셀과 함께 사용됩니다.
하중 셀은 S 형, 전단 빔 및 단일 지점 하중 셀을 포함하여 다양한 모양과 크기로 제공됩니다. 각 유형에는 특정 응용 프로그램에 적합한 고유 한 특성이 있습니다. 예를 들어, S 형 부하 셀은 설계로 인한 장력 및 압축 측정에 이상적입니다.
- 설명 : 스트레인 게이지를 케이블 또는 빔에 직접 부착하여 장력으로 인한 변형을 측정 할 수 있습니다.
- 작업 원칙 : 재료가 변형 될 때 전기 저항의 변화를 측정하여 작동합니다.
- 통합 : 스트레인 게이지에는 저항 변경을 읽을 수있는 전압 레벨로 변환하기 위해 외부 회로가 필요합니다.
스트레인 게이지는 종종 실험 응력 분석에 사용되며 시간이 지남에 따라 무결성을 모니터링하기 위해 복합 재료 또는 구조에 포함시킬 수 있습니다.
- 설명 : 플렉스 센서는 굽힘 또는 굴곡에 따라 저항을 변경합니다.
- 응용 프로그램 : 웨어러블 기술에 사용하여 긴장과 관련된 신체 움직임을 모니터링 할 수 있습니다.
- 예 : 유연한 센서 장갑은 직물의 장력을 측정하여 손 움직임을 감지 할 수 있습니다.
Flex 센서는 특히 컴퓨터 상호 작용 또는 모션 감지가 필요한 응용 분야에서 특히 유용합니다. 그들은 그립 강도에 대한 피드백을 제공하기 위해 로봇 손과 보철물로 사용되었습니다.
- 설명 :이 센서는 기계적 응력에 반응하여 전하를 생성합니다.
- 응용 프로그램 : 로봇 또는 스포츠 장비와 같은 응용 분야의 동적 장력 변화를 감지하는 데 유용합니다.
압전 센서는 매우 민감하고 긴장의 빠른 변화를 감지하여 실시간 모니터링이 필요한 애플리케이션에 적합합니다.
- 설명 : 용량 성 센서는 케이블이나 재료의 장력으로 인한 커패시턴스의 변화를 감지 할 수 있습니다.
- 응용 프로그램 : 종종 터치 민감한 응용 분야에서 사용되지만 장력 감지에 적응할 수 있습니다.
용량 성 센서는 다양한 재료에 통합되어 장력 감지를위한 비접촉 방법을 제공 할 수 있습니다.
Arduino로 장력 감지를위한 센서를 선택할 때 다음 요소를 고려하십시오.
- 측정 범위 : 센서가 예상되는 장력 력을 측정 할 수 있도록합니다.
- 감도 : 감도가 높을수록보다 정확한 측정이 가능합니다.
- 교정 : 일부 센서는 정확한 판독 값을 보장하기 위해 교정이 필요합니다.
- 통합 복잡성 : 기존 Arduino 설정과 쉽게 통합 할 수있는 센서를 선택하십시오.
Arduino와 장력 센서를 통합하려면 센서를 올바르게 배선하고 데이터 수집을 위해 적절한 라이브러리를 사용하는 것이 포함됩니다. 아래는 하중 셀을 HX711 앰프와 통합하기위한 단계입니다.
| 로드 셀 | HX711 | Arduino |
| ----------- | ------- | -------- |
| 빨간색 (e+) | e+ | gnd |
| 검은 색 (e-) | e- | DT | 핀 2 |
| 흰색 (A-) | a- | sck | 핀 3 |
| 녹색 (a+) | a+ | VCC | 5V |
#include 'hx711.h '
HX711 스케일;
void setup () {
Serial.begin (9600);
scale.begin (2, 3); // DT 핀 2, SCK 핀 3
}
void loop () {
serial.print ( 'weight : ');
serial.println (scale.get_units (), 1); // 그램으로 무게를 얻습니다
지연 (1000);
}
1. 로봇 공학
- 로봇 암의 하중을 모니터링하고 안전한 작동을 보장하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 하중 셀이 장착 된 로봇 암은 처리중인 물체의 무게에 따라 그립을 조정할 수 있습니다.
2. 웨어러블 기술
- 신체 활동 또는 건강 지표를 모니터링하기 위해 의류 또는 액세서리에 통합. Flex 센서가 포함 된 스마트 의류는 움직임을 추적하고 자세 또는 피로 수준에 대한 피드백을 제공 할 수 있습니다.
3. 구조 건강 모니터링
- 스트레스를 감지하고 실패를 방지하기 위해 교량과 건물에 고용됩니다. 중요한 구조 구성 요소에 설치된 스트레인 게이지는 응력 수준에 대한 실시간 데이터를 제공하여 심각한 문제가되기 전에 잠재적 인 문제를 경고 할 수 있습니다.
4. 스포츠 장비
- 그립 강도 또는 근육 장력과 같은 성능 지표를 측정하는 장치에서 사용됩니다. 예를 들어, 압전 센서가 장착 된 스마트 테니스 라켓은 연습 세션 중에 플레이어 성능을 분석 할 수 있습니다.
5. 산업 자동화
- 과부하를 방지하고 안전을 보장하기 위해 기계에로드를 모니터링합니다. 컨베이어 시스템에 통합 된 하중 셀은 제품 중량을 추적하고 그에 따라 프로세스를 최적화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
Arduino 기반 장력 감지 시스템의 기능을 향상 시키려면 다음과 같은 고급 기술 구현을 고려하십시오.
Arduino에 연결된 SD 카드 모듈을 사용하면 시간이 지남에 따라 데이터를 기록하여 나중에 분석 할 수 있습니다. 이것은 장기 데이터가 중요한 구조 건강 모니터링에 특히 유용합니다.
#포함하다
#포함하다
파일 마이파일;
void setup () {
Serial.begin (9600);
sd.begin (4); // SD 카드 핀
}
void loop () {
myfile = sd.open ( 'tension.txt ', file_write);
if (myfile) {
myfile.println (scale.get_units ());
myfile.close ();
serial.println ( '데이터 로그. ');
} 또 다른 {
serial.println ( '오류 오프닝 파일. ');
}
지연 (1000);
}
Bluetooth (HC-05) 또는 Wi-Fi (ESP8266)와 같은 모듈을 사용하여 무선 통신을 구현하면 실시간 모니터링을 위해 원격으로 데이터를 보낼 수 있습니다.
#포함하다
소프트웨어 BTSERIAL (10, 11); // rx, tx
void setup () {
Serial.begin (9600);
btserial.begin (9600);
}
void loop () {
float weight = scale.get_units ();
btserial.print ( 'weight : ');
btserial.println (무게);
지연 (1000);
}
장력 센서 및 Arduino로 작업 할 때 몇 가지 일반적인 문제가 발생할 수 있습니다.
1. 부정확 한 판독
- 사용하기 전에 센서를 올바르게 보정하십시오.
- 느슨한 접점이 있는지 모든 연결 및 배선을 확인하십시오.
2. 노이즈 간섭
- 다른 전자 장치에서 노이즈 간섭이 발생하는 경우 차폐 케이블을 사용하십시오.
- 코드에서 평균화 알고리즘을 구현하여 판독 값을 부드럽게합니다.
3. 전원 공급 장치 문제
- Arduino와 Connected Censor (들) 모두에 전원 공급 장치가 충분하다고 확인하십시오.
- 전원 공급 장치 변동을 안정화시키기 위해 민감한 구성 요소 근처의 디커플링 커패시터를 사용하십시오.
Arduino를 사용한 장력 감지를위한 올바른 센서를 선택하는 것은 특정 응용 프로그램 요구 사항에 따라 다릅니다. 로드 셀, 스트레인 게이지, 플렉스 센서, 압전 센서 및 정전재 센서는 각각 다양한 시나리오에 적합한 고유 한 장점을 제공합니다. 그들의 기능과 통합 방법을 이해함으로써 프로젝트에서 긴장 감지 시스템을 효과적으로 구현할 수 있습니다.
로드 셀은 힘을 전기 신호로 변환하는 트랜스 듀서 유형이며, 중량 측정에 일반적으로 사용됩니다.
스트레인 게이지는 스트레치되거나 압축 될 때 전기 저항의 변화를 감지하여 변형을 측정합니다.
예, 플렉스 센서를 사용하여 직물이나 케이블과 같은 재료의 장력으로 인한 굽힘을 측정 할 수 있습니다.
HX711 앰프는로드 셀에서 작은 신호를 증폭시키는 데 사용하여 Arduino가 정확하게 읽을 수 있습니다.
교정에는 일반적으로 알려진 가중치를 적용하고 예상 값과 일치 할 때까지 출력 판독 값을 조정하는 것이 포함됩니다.
[1] https://electropeak.com/learn/15-arduino-compatible-temperature-sensors-for-project/
[2] https://botland.store/blog/arduino-pressure-sensor-what-is-it-in-is-is-is-used-for/
[3] https://blog.csdn.net/acktomas/article/details/139938916
[4] https://tutorial45.com/top-used-ensors-for-arduino/
[5] https://www.walturn.com/insights/sensors-for-arduino-a-definitive-overview-of-pepplications
[6] https://www.gotronic.fr/pj2-34976-1794.pdf
[7] https://forum.arduino.cc/t/looking-for-a-tension-ensor-not-load-sensor/1017088
[8] https://www.youtube.com/watch?v=4LDZCI79FU4
