力敏電阻 FSR (Force Sensing Resistor)

一直很想做一台壓力均勻度的感測裝置，來取代公司裡面用感壓紙的測試方式，畢竟量化的數據還是比目視判定顏色好得多。所以就 google 力感測元件的時候，找到的這個力敏電阻 (FSR)，小小一片要 200 多大洋，抱著好奇的心態買了一個玩玩看！

FSR 的 datasheet 可以點這裡下載。

簡單的來說，FSR 一個可以根據受力大小產生不同電阻變化的原件，猛然一看這個簡介想說：挖賽找到了好東西！以後可以用這個元件搭配 Arduino 來搞一套壓力感測裝置！但打開 datasheet 一看軟一半：
Its force sensitivity is optimized for use in human touch control of electronic devices. FSRs are not a load cell or strain gauge, though they have similar properties. FSRs are not suitable for precision measurements.

阿~ FSR 不適合精準的測量阿！想說完蛋了買錯元件，不過後來心路一轉反正感壓紙測量準確度也沒多高，有比沒有好，就繼續往下研究 FSR 這個元件了。

首先說一下 FSR 的基本原理：本身他是一個電阻，隨著感受到了力量越大，電阻會逐漸變小；力量和電導(conductance=1/r) 成正比，所以我們可以經由感應到的電阻值回推受力大小。


可惜的是，這個元件的精準度不算好，下方的 datasheet 可以知道：
1. 元件可以感應的力量範圍 100g~10kg
2. part to part 之間的重複性不高.....，簡單來說每個 FSR 在相同力道下，反應出來的電阻值會在 +/- 25% 之間飄
3. 單一元件相同力量的重複測試也會在 +/-5% 間飄
整體來說，FSR 只能反應出一個大概的值，無法做超精準的測量。


說完基本原理，其實在 Arduino 上的接線也非常簡單，只要搭配一個 220ohm 電阻做個分壓電路就可以了。

IDE sketch :

int fsrData;
const int fsrPin = A0;
void setup()
{
  Serial.begin(9600);
}
void loop()
{
  fsrData = analogRead(fsrPin); // 將讀取到的數值轉為 0~1023 之間的數字
  Serial.print("FSR value is:");
  Serial.println(fsrData);
}

fsrData 的資料是分壓的電壓值，我們也可以轉換成電阻值：

Vo = 220 / (Rfsr+220) *5
Rfsr=220 * (5/Vo-1)
其中 Vo 是我們讀取的到 fsrData (0~1023 之間的數字)，我們可以把它轉換成電壓值
Vo = fsrData / 1024 *5
代回算式中可以得到
Rfsr = 220* [5/(fsrData/1024*5)-1]

當然如果只是單純作為 sensor 用，有 Arduino 轉換的 0~1023 之間的數字就很夠用了，下面是我用 FSR 做的一個 LED 亮燈裝置，壓得越大力 (影片裡面我真的按超大力的！) 的時候 LED 亮得越多。