Гибкие резисторы: Полное руководство для электронных проектов

Как любители электроники, мы встречали широкое множество резисторных элементов, تتراوح от резисторов фиксированных значений до больших зависимых резисторов. Также существуют различные классификации резисторов для каждого типа проекта, электронного применения и уровня навыка.

Однако эта статья сосредоточится только на одном типе: гибком резисторе.

Вообще, концепция гибкого резистора — не ракетостроение. Плюс, у вас не будет проблем с использованием этой гибкой подложки для ваших проектов или даже изготовлением одного. Кроме того, мы расскажем вам всё, что нужно знать о гибком резисторе, как он работает и как использовать его с Arduino.

Звучит хорошо? Тогда давайте приступим!

Что такое гибкий резистор?

Гибкий резистор, также известный как простой датчик изгиба, делает то, что подразумевает его название — он гнется.

Другими словами, этот резистор может менять свое сопротивление всякий раз, когда вы его гнете. Кроме того, это сенсорное устройство отлично подходит для людей, работающих в разных областях, таких как:

• Измерение углового смещения
• Гибкое устройство памяти
• Медицинские устройства

Медицинское оборудование и приборы

• Архитектура резисторной ячейки
• Гибкая электроника

• Оперативная память с произвольным доступом

Оперативная память ПК

• Гибкие проводящие резисторы
• Разработка игр с контролем движений
• Органические устройства памяти
• Робототехника

Роботизированные манипуляторы автоматизации

Применения энергонезависимой памяти

И многие другие.

Безусловно, применения гибкого резистора безграничны.

Кроме того, гибкие соединительные проводящие резисторы имеют два интегральных компонента (размера): 2.2" и 4.5". Хотя размеры не одинаковы, они все равно выполняют ту же основную функцию. Аналогично, можно разделить гибкие резисторы на основе уровня сопротивления. Таким образом, у нас есть датчики высокого, низкого и среднего сопротивления.

Гибкий резистор на гибкой печатной плате

Резисторы имеют две классификации: однонаправленные и двунаправленные.

По сути, однонаправленные гибкие резисторы можно гнуть только в одном направлении. Но это не все. Вы повредите свой резистор, если попытаетесь повернуть его в противоположном направлении. С другой стороны, двунаправленные резисторы можно гнуть в обоих направлениях. Следовательно, у них нет реального сопротивления или искажения подложки.

Кроме того, гибкий резистор имеет предел изгиба. Если вы превысите этот предел, вы рискуете повредить свой гибкий резистор, даже если он поставляется с высокоплотными полностью органическими массивами ячеек памяти.

С это в виду, лучше выбрать тип, чья ячейка демонстрирует отличные перезаписываемые коммутационные характеристики. Самое главное, выберите тот, у которого плотность ячеек лучше всего соответствует вашим потребностям в гибкой плотности. Здесь мы сосредоточимся на гибком резисторе 2.2", который поставляется с соседними ячейками и плотностью ячеек.

По этой причине мы глубже погрузимся в спецификации гибкого резистора 2.2" и его межячеевое вмешательство.

Для начала, гибкий резистор 2.2" имеет сопротивление 10 кОм и диапазон допуска +/-30%. Другими словами, два похожих гибких резистора могут не иметь одинакового сопротивления к углу изгиба или передовым архитектурам ячеек. Действительно, эта переменная будет важна при масштабировании вашего дизайна.

Лучшая часть в том, что сенсорное устройство имеет огромный цикл жизни. Также оно может выдерживать температурные диапазоны от -35 до +80 градусов Цельсия. Плюс, его максимальная и непрерывная мощность составляют 1 Ватт и 0,5 Ватт соответственно, без утеточного тока.

Как работают гибкие резисторы?

Прежде чем перейти к тому, как работает это устройство органической электроники, важно узнать, как настроить выводы. Гибкий резистор — это устройство с двумя терминалами, которые мы называем выводами.

В отличие от других резисторов, у него нет полярных терминалов (диодов).

Иконка терминального диода

Таким образом, у него нет положительного и отрицательного. Вот как настроить P1 и P2 (вывод 1 и вывод 2):

Вы можете подключить P1 к источнику положительного питания и подключить P2 к источнику земли.

Как это работает

Для работы гибкого резистора вам нужна проводящая краска между двумя пленками пластиковой подложки. Затем разместите электроды (диодный материал) по обе стороны от проводящей краски. Микроскопические частицы делают проводящую краску электрически проводящей.

Снова, когда вы держите датчик изгиба линейным, у него будет стандартное сопротивление. Однако, когда вы гнете его под углом 45 градусов и 90 градусов, сопротивление поднимется до двух и четырех раз обычного сопротивления, делая сенсоры активными материалами. Короче говоря, гибкий резистор меняет свое сопротивление в соответствии с углом изгиба.

Гибкий резистор и конденсаторы на картоне

Базовый дизайн гибкого резистора

Базовый дизайн гибкого резистора

Приведенная выше схема показывает, что R1 — это постоянный резистор, а гибкий резистор выступает в роли переменного резистора. Кроме того, Vo представляет выходное напряжение, а также напряжение на всем гибком резисторе.

Так:

Vo = VCC (Rx/(R1+Rx))

Rx = Сопротивление гибкого резистора

Для ясности, когда вы гнете гибкий резистор, терминальное сопротивление увеличивается. Таким образом, это влияет на делитель напряжения. Более того, это увеличивает падение напряжения на гибком резисторе. Плюс, с каждым повышением степени изгиба Vo увеличивается линейно.

Как использовать гибкий резистор с Arduino

Довольно просто подключить гибкий датчик к плате Arduino. Во-первых, подключите подтягивающий резистор 47 кОм последовательно с гибким резистором, чтобы создать делитель напряжения. Затем подключите точку между подтягивающим резистором и гибким резистором к входу А0 АЦП платы Arduino.

Векторная диаграмма, показывающая гибкий резистор, подключенный к плате Arduino

Например, вот простой проект определения угла для гибкого резистора с органическими материалами Arduino. Подключите три светодиода к вашей плате (красный, зеленый, синий). Теперь, если резистор линеен, засветится синий свет. Если вы согнете до угла 45 градусов, загорятся зеленые огни. Аналогично, если вы согнете его больше 45 градусов, загорится красный свет.

Где использовать гибкий резистор

Для объяснения этого я приведу два случая:

Во-первых, когда вы хотите проверить, ровна ли поверхность вашего устройства, или хотите сделать устройство, проверяющее, открыто ли окно, вы можете использовать гибкий резистор. Так, если вы поставите датчик изгиба на край окна и откроете его, резистор изогнется.

Во-вторых, когда вам нужно измерить изменение угла любого прибора, гибкий резистор справится с этой работой.

Заключительные слова

Эта статья предоставляет всё, что вам нужно узнать о гибких резисторах. Резистор имеет способности к изгибу, делая его переменным резистором с разным сопротивлением. И он пригодится для цифровых устройств.

Помните, вы не должны гнуть резистор в направлении проводящей краски, чтобы не повредить его.

Подводя итог, чем больше вы гнете резистор, тем больше он становится резистивным. Но будьте осторожны, чтобы не достичь предела.

Надеюсь, эта статья поможет вам с информацией, необходимой для этого проекта. Не стесняйтесь связаться с нами, если вам нужна дополнительная информация.