弯曲传感器（Flex Sensor）是一种低成本且易于使用的传感器，专门设计用于测量偏转或弯曲的程度。

由于在90年代在Nintendo Power Glove中用作游戏界面，因此它变得流行。从那时起，人们一直将其用作角度计来确定关节运动、门传感器、碰撞开关用于墙壁检测或机器人抓地力上的压力传感器。

弯曲传感器概述

弯曲传感器实际上是一个可变电阻器，弯曲时电阻变化。由于电阻与弯曲量成正比，因此通常也称为柔性电位器（Flexible Potentiometer）。

弯曲传感器通常有两种尺寸：一个是2.2英寸（5.588厘米），另一个是4.5英寸（11.43厘米）长。

物理构造

弯曲传感器由带有导电墨水沉积的酚醛树脂底物组成。将分段的导体放在顶部，形成柔性电位器，在偏转时电阻会改变。

使用的方向

弯曲传感器的设计仅在一个方向上弯曲 - 远离导电墨水（如图所示）。沿另一个方向可能会损坏弯曲传感器。

还要注意不要将传感器弯曲靠近底部，因为传感器的底部非常脆弱，弯曲时可能会破裂。

弯曲传感器如何工作？

传感器上打印的导电墨水充当电阻。当传感器是笔直的时，这种电阻约为25K。

当传感器弯曲时，将拉伸导电层，从而减少横截面（想象一下拉伸橡皮筋）。该减少的横截面导致电阻增加。在90°角，这种电阻约为100kΩ。

当传感器再次拉直时，电阻返回其原始值。通过测量电阻，您可以确定传感器弯曲的程度。

读取弯曲传感器的方法

读取弯曲传感器的最简单方法是将其与固定值电阻（通常为47kΩ）连接起来，制作一个分压器。为此，您将传感器的一端连接到电源，而另一端将其连接到下拉电阻。然后将固定值下拉电阻和弯曲传感器之间的点连接到Arduino的ADC输入引脚。

这样，您可以创建一个可变电压输出，可以通过Arduino的ADC输入来读取。

请注意，您测量的输出电压是施加在下拉电阻的电压降，而不是弯曲传感器的电压。

分压器配置的输出由等式描述：

在等式中，随着弯曲半径的增加，输出电压降低。例如，使用5V电源和47K下拉电阻，在传感器水平（0°）时，电阻值相对较低（约25kΩ）。这将导致以下输出电压：

当弯曲到最大时（90°），电阻升至100kΩ。这将导致以下输出电压：

弯曲传感器与Arduino Uno开发板的硬件连接

将弯曲传感器连接到Arduino非常容易。您需要将47kΩ下拉电阻串联连接到弯曲传感器，创建分压电路。然后，将下拉电阻和弯曲传感器之间的点连接到Arduino的ADC输入A0引脚。

请注意，弹性传感器实际上是一个可变电阻。这意味着您可以将它们连接到任何一种方式，工作都可以正常。

Arduino代码

以下是一个简单的草图，该草图从Arduino的ADC引脚中读取传感器数据，并在串口显示器上打印输出。对于大多数项目，可以满足多数需求。

1. // Change these constants according to your project's design
   
2. const float VCC = 5;                        // voltage at Ardunio 5V line
   
3. const float R_DIV = 47000.0;        // resistor used to create a voltage divider
   
4. const float flatResistance = 25000.0;        // resistance when flat
   
5. const float bendResistance = 100000.0;        // resistance at 90 deg
   
6. 
   
7. void setup() {
   
8.         Serial.begin(9600);
   
9.         pinMode(flexPin, INPUT);
   
10. }
    
11. 
    
12. void loop() {
    
13.         // Read the ADC, and calculate voltage and resistance from it
    
14.         int ADCflex = analogRead(flexPin);
    
15.         float Vflex = ADCflex * VCC / 1023.0;
    
16.         float Rflex = R_DIV * (VCC / Vflex - 1.0);
    
17.         Serial.println("Resistance: " + String(Rflex) + " ohms");
    
18. 
    
19.         // Use the calculated resistance to estimate the sensor's bend angle:
    
20.         float angle = map(Rflex, flatResistance, bendResistance, 0, 90.0);
    
21.         Serial.println("Bend: " + String(angle) + " degrees");
    
22.         Serial.println();
    
23. 
    
24.         delay(500);
    
25. }

复制代码

如果一切工作正常，则在折弯弯曲传感器时，您应该看到电阻的变化和估算的角度。

代码说明

首先在草图中定义弯曲传感器和下拉电阻连接的Arduino引脚编号。

1. const int flexPin = A0;        

复制代码

接下来，定义了几个常数：VCC是系统电压，R_DIV是用于创建分压器的阻值，flatResistance和bendResistance是弯曲传感器在水平和90°弯曲时的阻值。确保您准确设置这些常数。

1. const float VCC = 5;
   
2. const float R_DIV = 47000.0;
   
3. const float flatResistance = 25000.0;
   
4. const float bendResistance = 100000.0;

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在setup()函数中，我们将初始化串口通信，并将A0引脚设置为输入。

1. void setup() {
   
2.         Serial.begin(9600);
   
3.         pinMode(flexPin, INPUT);
   
4. }

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在loop()函数中，我们首先进行ADC读数。

1. int ADCflex = analogRead(flexPin);

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当Arduino将此模拟电压转换为数字量时，它实际上将其转换为范围为0到1022的10位数量。因此，为了计算实际输出电压，我们使用以下公式：

1. float Vflex = ADCflex * VCC / 1023.0;

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接下来，我们使用分压公式计算弯曲传感器的电阻，并将其显示在串口显示器上。

1. float Rflex = R_DIV * (VCC / Vflex - 1.0);
   
2. Serial.println("Resistance: " + String(Rflex) + " ohms");

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最后，我们使用计算出的阻值来估算传感器的弯曲角度。为此，我们使用IDE的内置map()函数。

map()函数映射并将传感器的阻值转换为传感器的弯曲角度。因此，当我们调用map(Rflex, flatResistance, bendResistance, 0, 90.0)时，flatResistance值将映射到0°，bendResistance将映射到90°。

1. float angle = map(Rflex, flatResistance, bendResistance, 0, 90.0);
   
2. Serial.println("Bend: " + String(angle) + " degrees");
   
3. Serial.println();

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