圧力センサ FSR406によるLEDのON/OFF制御

1.概要

圧力センサFSR406は、圧力をかけることで抵抗値が小さくなる特性を持っています。

そこで、圧力センサと抵抗(470Ω)とLEDを直列に接続した回路をBRBで作り、圧力センサに圧をかけることでLEDの発光をON/OFFさせます。

2. 回路設計

Appendixに、圧力センサFSR406の仕様の抜粋を載せています。データシートには、最大定格印加電圧も最大定格電流も書かれていませんが、特性図があります。特性図では、(1)5V印加されていること、また、(2)圧力をかけた際の抵抗値の最小値が約1kΩであることから、5mA程度の電流は普通に流せると判断し、最大電流を倍の約10mAとします。
FSR406が万が一、抵抗0Ωになったとして約10mAしか流さないために保護抵抗(R=470Ω)を直列に繋ぎます。

通常に流れる電流を計算します。
発光ダイオードの順方向電圧2.1V、FSR406=1kΩ＋保護抵抗R=470Ωで、流れる電流は2mA。

次に回路図を示します。

3.動作確認

圧力センサの表面に指でタッチし、圧力をかけるとLEDが点灯します。
また、強く押すと抵抗値が下がるのでLEDが明るくなるのが確認できました。
MSMは、電源電圧+5V供給の目的だけで使用しています。

Appendix. 圧力センサFSR406の仕様抜粋

元のデータシート：FSR® 400 Series Data Sheet

特定のアプリケーションのニーズについては、インターリンクエレクトロニクスのサポートチームにお問い合わせください。統合ガイドとハードウェア開発キット（HDK）もご利用いただけます。FSRは2線式デバイスで、抵抗値は印加される力に依存します。下記は典型的なFSR®の応答特性を示す力対抵抗のグラフです。グラフの値は参考値であり、実際の値は作動システムの仕組みやセンサーの形状に依存することにご注意ください。
単純な力-電圧変換の場合、FSRデバイスは分圧器内の測定抵抗に接続され（下図参照）、出力は以下の式で記述される。

図示の構成では、出力電圧は力の増加とともに増加する。RFSRとRMを入れ替えると、出力スイングは力の増加とともに減少します。測定抵抗RMは、所望の力感度範囲を最大にし、電流を制限するために選択されます。測定回路のインピーダンス要件によっては、分圧器の後にオペアンプを使用することもできます。
様々なRM抵抗による分圧構成の標準FSRについて、力対VOUT曲線のファミリーを以下のグラフに示す。これらの例には5VのV+が使用されています。グラフの値は参考値であり、センサーやアプリケーションによって異なることにご注意ください。