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Posted by on Feb 16, 2015 in Sensores analógicos | 50 comments

Sensor de Fuerza o Presión MF01

Sensor de Fuerza o Presión MF01

DESCRIPCIÓN

Este sensor de fuerza o presión autoadherible es ideal para detectar una fuerza aplicada en la membrana. Al detectar una flexión en la membrana el sensor cambia su resistencia interna. Está hecha de 2 capas separadas por un espaciador, cuanto más se presiona, más puntos de elemento activo tocan el semiconductor y eso hace que la resistencia disminuya. Cuando no es presionado, su resistencia es de aprox. 20MΩ. Su rango de presión varía de 30 gramos a 1kg. Por lo que basta con ponerlo en un divisor de tensión, para poder medir la salida en voltaje con algún ADC.

Este sensor lo puedes encontrar en nuestra pagina oficial https://hetpro-store.com/sensor-de-presion-fuerza-mf01/

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VENTAJAS

Estos sensores son de bajo costo, funciona con cualquier tarjeta de desarrollo o microcontrolador con etapa de ADC. Tiene una extensión que termina en dos puntas que se pueden soldar cómodamente. Es muy sencillo de utilizar y puede tener multitud de aplicaciones en muchos proyectos electrónicos. Sirve para la mayoría de las aplicaciones sensibles al tacto. Puede utilizar cualquier fuente de alimentación ya que utiliza menos de 1 mA de corriente.

DESVENTAJAS

Estos sensores son raramente precisos. Así que, básicamente, cuando se utiliza este sensor sólo se debe esperar para obtener “rangos” de respuesta. Estos sensores pueden detectar el peso, pero son una mala elección para detectar exactamente cuántas libras de peso hay en ellos.

ESPECIFICACIONES

  • Fuerza de actuación: 30g min.3
  • Rango de sensibilidad: 30 a 10,000g.
  • Repetitividad: 5%.
  • Resistencia sin carga: 20 MOhms.
  • Histéresis: 10%.
  • Tiempo de respuesta: <1ms.
  • Rango de temperatura: -30ºC a 70ºC.
  • Ancho: 0.05 mm.
  • Rendimiento: 100 KΩ (presión ligera) a 200Ω (máx. presión)
  • Gama Fuerza: 0 a 20 libras (0 a 100 Newtons)

Sensor de Fuerza o Presión con Arduino UNO

El objetivo de esta práctica es verificar la funcionalidad del sensor de presión, poniendo un led que amplifique su intensidad, dependiente de la presión en el sensor, y haciendo la medición del voltaje aplicado.

MATERIALES

  • 1 Led
  • 1 Protoboard
  • Cable UTP o Dupont
  • Tarjeta Arduino UNO
  • 1 resistencia de 10 KΩ
  • 1 Sensor MF01 (Fuerza o Presión)
  • 1 resistencia de 220Ω o 330Ω (De preferencia para no dañar el Led)

La conexión del sensor de presión, el led y sus respectivas resistencias con el Arduino, se observan en el siguiente diagrama.

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Diagrama de Conexión.

Como muestra en el diagrama, el cable rojo representa VCC que va conectado en el pin de 5V del Arduino, el Cable negro a GND, Los cables amarillos son de señal, al Pin A0 (Sensor) y el Pin 6 (Led).

El sensor de fuerza o presión conectado a Arduino UNO quedará como se muestra en la Figura Reperesentativa.

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Figura Representativa

Programa en C++  para Sensor de Presión o Fuerza, en Arduino UNO

Una vez conectado el sensor de presión o fuerza a Arduino UNO, el siguiente paso será realizar un programa que modifique la intensidad de brillo del led con la presión o fuerza aplicada en el sensor y lo muestre por el puerto serial, de esta forma podremos verificar que los componentes funcionan correctamente.

Instalaremos los drivers necesarios, instalaremos el IDE de desarrollo de Arduino y conectaremos Arduino al PC por el puerto USB.

A continuación escribiremos el siguiente programa:

int AnalogPin = 0;   // Sensor conectado a Analog 0
int LEDpin = 6;      // LED conectado a Pin 6 (PWM)
int ResRead;         // La Lectura de la Resistencia por División de Tensión
int BrilloLED;

void setup()
{
Serial.begin(9600); // Enviaremos la información de depuración a través del Monitor de Serial
pinMode(LEDpin, OUTPUT);
}
void loop()
{
ResRead = analogRead(AnalogPin); // La Resistencia es igual a la lectura del sensor (Analog 0)
Serial.print("Lectura Analogica = ");
Serial.println(ResRead);

BrilloLED = map(ResRead, 0, 1023, 0, 255);
// Cambiar el rango de la lectura analógica (0-1023)
// Utilizamos en analogWrite 8 bits (0-255) configurados en el map
analogWrite(LEDpin, BrilloLED);

delay(100); //Cien “ms” de espera en cada lectura
}

Lo compilaremos para verificar que la sintaxis del código C++ es correcta, para ello pulsaremos el botón “Verificar”. Si el código es correcto devolverá “Compilación Terminada”, si hay algún error en el código lo indicará.

Una vez verificado el código pulsaremos en el botón “Cargar” para enviar el programa a Arduino UNO. Si Arduino está correctamente conectado al PC por el puerto USB, el programa será subido y el IDE de Arduino mostrará “Carga Terminada”

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IDE Arduino

Si tenemos correctamente conectado el sensor de presión a la tarjeta Arduino y si el programa enviado es correcto, los datos actuales aparecen en la ventana de puerto serial.

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Vista de Monitor Serial

¿Cómo se mide la fuerza / presión con este Sensor?

Como hemos dicho, la resistencia del sensor cambia a medida que se aplica más presión. Cuando no hay presión, el sensor se parece a una resistencia infinita (circuito abierto), ya que la presión aumenta, la resistencia disminuye. Este gráfico indica aproximadamente la resistencia del sensor en diferentes mediciones de la fuerza. (Tenga en cuenta que la fuerza no se mide en gramos y lo que realmente quiere decir es Newtons * 100)

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Es importante notar que el gráfico no es muy lineal (es un gráfico log / log) y que en las medidas de fuerza especialmente bajas va rápidamente de infinito para 100KΩ.

Fuerza (lb)

Fuerza (N) Resistencia Sensor Corriente a través del sensor

Voltaje a través del sensor

Ninguno

Ninguno Infinito 0 mA

0V

£ 0.04

0,2 N 30 KΩ 0,13 mA

1,3 V

£ 0.22

1 N 6 KΩ 0,31 mA

3,1 V

2,2 libras

10 N 1 KΩ 0,45 mA

4,5 V

22 libras 100 N 250 Ω 0,49 mA

4,9 V

50 Comments

  1. Si requiriera un sensor de fuerza muy preciso que tipo de sensor requeriria ? super el ejemplo :-)

    • Erick, mas que nada que rango requieres? de ahi veriamos, pero si estas en el rango de las decentas a miles de gramos, te recomiendo las galgas extensiometricas o celdas de carga. Saludos

  2. Hector buenos días, necesito un sistema como el mencionado aquí listo para trabajar y que tenga capacidad para 600N

    • este no te va a servir. porque detecta hasta 100newtons

  3. Hector, como consigo un sistema como el que se anuncia aquí trabajando y que se ajuste a 600N

    • Leonardo, quizas una galga extensiometrica te vendria mejor, ya 600N son algo considerable de fuerza.

  4. Buenas tardes, esta demasiado bueno tu tutorial, felicitaciones.

    mi consulta es la siguiente, yo requiero hacer lo mismo del tutorial pero con una interfaz gráfica mas amigable, me explico.

    la idea es que no me muestre un dígito tras otro, si no una pantalla que cambie de dígito en un textbox, es posible hacer eso? y que programa se debe utilizar, de antemano muchas gracias, saludos.

    • René claro que si se puede, te recomiendo netbeans, processing, visual basic, checa esas 3 en internet y seguro encontraras lo que buscas. Saludos

  5. Como adquiero este paquete desde Barcelona?

    Que precio tiene?

    • Sergio estamos en Guadalajara, México. Enviarlo, si lo podemos hacer pero quizás te convenga comprarlo por allá, nosotros manejamos envíos internacionales en aproximadamente 55USD por DHL. Saludos

  6. Hola, disculpa hay algún otro sensor que recomiendes que sea más preciso, manejo pesos de 0 a 5 kilos máximo, pero si necesito precisión.

    Gracias 😀

    • Lupita, este se usa mas que nada para detección de fuerzas como en asientos, sillas o mecanismos de presión. Si lo que quieres es “medir” te recomiendo una galga extensiometrica o celda de carga, visita nuestra pagina http://www.hetpro-store.com y ge a la sección de sensores, fuerza y deflexión. Saludos

  7. Buen día Hector quiero desarrollar un manómetro digital para colocarlo en cilindros de presión pero no tengo conocimiento del campo digital…. tu me puedes ayudar para desarrollar un manómetro digital ad-hoc a mi proyecto?

  8. hola buen dia me parese interesante, quisiera saber si el sensor detecta 15kg de masa

  9. Buen día Hector, está muy bueno el tutorial, me gustaría saber es que si es posible convertir en una imagen (silueta) de mi mano que ejerza presión sobre una superficie.

    • No Jorge, pero lo que puedes hacer es poner unos 2 o 3 sensores en diferentes partes de la mano. Saludos

  10. hola queria saber que pasa si peso algo que supere el maximo, de todas maneras arduino lee 5v

    • Se satura Ivan, esto es que no te va a dar más voltaje simplemente se mantiene en el voltaje máximo, no te daña el Arduino. Saludos.

  11. cual es el valor real??????

  12. Lo que monitor serial arroja, que valor es? que unidades son?

  13. Buenas tardes, el tutorial es excelente, pero como podria hacer un sensor de presion diferencia con un fuelle igual en arduino?…

    • Isamar, no entendí tu pregunta, podrías detallar que es lo que necesitas?.

  14. Hola. Necesito que el sensor mande una señal positiva cuando llegue a 1kg, ¿cómo puedo hacerlo? ¿Qué función tengo que usar? Serian las 2.2lb

    • Revisar con una comparación con el ADC, por ejemplo si cuando pones 1kg te da 800 cuentas en el ADC, puedes poner el código if(adc_dato >= 800){ Activa el pin en alto por 1 segundo } else { nada }

  15. hola, tienes alguna ecuación o función que entregue el peso ya sea en libras o kilogramos a partir del voltaje entregado? porfavor, te agradecería,
    saludos

    • Franco, revisa la ultima figura del tutorial, vienen una grafica que dice resistencia contra fuerza, puedes meter los datos a una tabla de excel, y generar un ajuste polinomial (no regresión lineal ya que no es lineal) y extraer los coeficientes del polinomio para generar la ecuación.

  16. Excelente el tutorial.
    Estoy pensando en utilizar un sensor como este (o un poco más grande) para que cuando detecte una presión por mas de 3 segundos, me envíe un SMS (mensaje de texto).
    Crees que sea posible, que componentes necesitaría y en que lenguaje de programación se podría ?
    Un cordial saludo

  17. Hola me gustaría saber si tiene un sensor tan preciso como para medir la fuerza con la que se fractura un huevo, ya sea un sensor de fuerza o una gala.

    • No estoy familiarizado con la fuerza que se requiere para fracturar un huevo, pero casi con seguridad este sensor si te detecta una variación en ese rango.

  18. Hola Hector te queria consultar si este sensor sirve para cuando se deja de aplicar peso a una superficie envie una señal para que se dispare una alarma, es para controlar el robo de cajas en un deposito. Muchas gracias

    • Si te sirve Alejandro, justamente una buena aplicación. Saludos.

  19. ¿Como seria el código en arduino si sustituimos el sensor de fuerza por un manómetro de presión con salida de rs232?

    Ver Manometros Crystal en http://www.ametekcalibration.com

  20. hola tocayo como podria hacer para que la lectura o las variaciones del sensor o de una galga puedan leerse en un display

    • Hola buen dia puedes utilizar los tutoriales que tenemos, pero una manera seria almacenar la lectura y representarla en el display en algun codigo ya sea binario por ejemplo dentro de algun ciclo

  21. Excelente post, muy didáctico e ilustrativo. ¿Què simulador me recomiendas para poner en pràctica lo aprendido? Saludos y de ante mano muchas gracias.

    • Hola gracias por tus comentarios, existe una gran variedad de simuladores, los mas usados podrian ser multisim, proteus o fritzing, saludos

  22. Viene alguna placa sensora para registrar los puntos de presion de la planta del pir

  23. Perdon para sensar la presion de la planta del pie que puedo utilizar

    • No manejamos uno para toda la planta, sin embargo podrias poner varios de estos.

  24. Hola!,
    Quisiera saber si este sensor de presión me sirve para crear una báscula de cocina para pesos entre 1 y 1000 gramos.
    ¿Qué tan presiza alcanzaría a ser?

    Gracias, muy buen artículo.

  25. Hola, tengo una duda, si tengo que hacer un sensor de presión pero para que detecte los psi de una llanta, en este caso una llanta de una bicicleta, como tengo que adaptar el código de arduino que hiciste para detectar dicha presión? y que material tendría que añadir

    *usaria el mismo sensor de presión para la llanta

    • Hola buen dia, este sensor no te podra medir esas unidades es para detectar una fuerza aplicada en la membrana.

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