Mạch này có cơng thức: 1 R Vout f Vin Rs (2.6) Sensor FlexiForce Mạch khuyếch đại đo Khối vi điều khiển Mạch phát tín hiệu RF Mạch thu tín hiệu RF Mạch chuyển đổi kết nối
UART sang USB Khối xử lý dữ liệu và
giao diện trên PC
F
Với Rf là điện trở phản hồi. Còn Rs là điện trở của cảm biến FlexiForce; với Vin chọn cố định là 1V và Rf chọn cố định thì điện áp đầu ra Vout tỉ lệ nghịch với Rs, tức là tỉ lệ thuận với áp lực F.
Từ công thức trên, ta thấy điện áp ra Vout sẽ biến thiên tuyến tính theo 1/Rs tức
là tuyến tính theo điện dẫn của cảm biến. Mặt khác, điện dẫn này lại tỉ lệ tuyến tính với áp lực tác dụng lên cảm biến, như vậy về lý thuyết ta sẽ thiết lập được mối quan hệ tuyến tính giữa điện áp ra và lực tác dụng lên cảm biến.
Toàn bộ hoạt động của thiết bị đo được điều khiển bởi vi điều khiển STM 8S003F3. Bốn bộ chuyển đổi ADC 10 bit để đọc và chuyển đổi giá trị điện áp đầu ra mạch khuếch đại đo lường thành dạng số, thuận tiện cho việc lưu trữ, truyền và xử lý. Tần số trích mẫu 10 Hz (10 mẫu trên giây) [68]. Mạch thu phát tín hiệu khơng dây sử dụng module thu phát song radio VT - CC1110 - 433M sản xuất bởi V-Chip, Trung Quốc, trên nền tảng chip thu phát radio C1110 của hãng Texas Instruments.
2.3.2.4. Xây dựng chương trình phần mềm
Phần mềm có một số tính năng cơ bản như: kết nối với phần cứng để thu thập dữ liệu mạch đo, hiển thị kết quả đo của 4 cảm biến dưới các dạng biểu đồ cột và hiển thị số; thể hiện sự thay đổi của lực tác dụng lên từng cảm biến theo thời gian thực.
Có hai chế độ hiệu chỉnh: thứ nhất, theo phần trăm tải (tải tối đa là 450g), chế độ này cho phép hiệu chỉnh nhanh theo 2 điểm để kiểm tra hoạt động của cảm biến. Thứ hai, theo quả nặng thực tế, có thể dựng đường đặc tính thực nghiệm gồm 12 điểm, từ đó nội suy ra quan hệ cân nặng (áp lực) lên cảm biến.
Phần mềm đo cho phép thay đổi diện tích bề mặt của đầu đo theo yêu cầu sử dụng, giá trị áp lực của vải lên bề mặt F được tính theo cơng thức sau đây:
9.8* 1000* P F s N/m2 (Pa) (2.7)
trong đó: P - áp lực đo được bởi đầu đo, N/m2 (Pa); S - diện tích bề mặt của đầu đo, m2;
Để giải quyết các yêu cầu nêu trên nghiên cứu tiến hành xây dựng chương trình phần mềm dựa vào cơ sở lưu đồ thuật tốn được chỉ ra trong hình 2.12.