Les capteurs de force

samedi 10 janvier 2009
par Bruno Nazarian

Introduction

Il s’agit du périphérique analogique par excellence et permet d’avoir une représentation correcte (moins fiable que celle d’un EMG) d’un effort particulier

Principe

Les capteurs que nous utilisons sont des résistances de détection de force (FSR). Leur structure est extrèmement simple : il s’agit de deux feuilles de polymères laminées ensemble (leur épaisseur de dépasse pas 0,75 mm). Surnommé "l’accélérateur électronique", le FSR est un capteur qui répond en faisant décroitre sa résistence d’autant plus que l’on appuie plus fort sur le composant. Peu sensible au bruit et aux vibrations, sa large plage d’impédance permet l’emploi d’une électronique d’interface simplifiée.

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Nous n’irons pas plus en avant sur la présentatin des FSR. ceux qui s’y interessent peuvent télécharger le document PDF joint à l’article.

Mise en oeuvre

  • L’interface mécanique

Pour obtenir une précision d’actionnement uniforme, il convient de prévoir un support "ferme" pour les FSR. Les tampons de recouvrement en élastomère peuvent améliorer la réponse en répartissant uniformément la force de l’organe de pression. Pour notre part, nous avons choisi d’utiliser des clapets de robinet fixés au moyen d’une rondelle du ruban adhésif double face.

  • Le câblage

Les capteurs FSR se comportent comme des résistances variables. Dans notre implementation,le capteur est alimenté par le module SCXI 1121 sur lequel il monopolise une voie. On utilise une excitation en courant constant (0,450 mA) et ont recueille en retour la mesure sur l’entrée analogique. On a donc 4 fils utiles (3 si on utilise une masse commune).

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Le pilotage soft

La lecture des voies analogiques se fait classiquement sous LabVIEW (en utilisant les cartes NI) selon deux modes :

  • Un mode "point par point" où l’on crée artificiellement une boucle de temporisation (période d’échantillonnage) qui permet de récupérer l’information ponctuelle de la voie analogique et de la traiter en ligne.
  • L’autre mode est le mode bufferisé ou l’on utilise le tampon de la carte analogique pour stocker les valeurs lues de façon électronique avec une fréquence constante prédéfinie. L’acquisition est alors optimisée mais il n’est pas possible d’interagir avec chaque échantillon.

Un exemple de périphérique avancé

Voici un périphérique réalisé par Roland Rouxel. Il est basé sur l’utilisation de 5 capteurs FSR et une dispostion spatiale et mécanique permettant l’analyse simultannée de la pression exercée par chacun des 5 doigts.

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Documents joints

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