FSR薄膜压力传感器与esp32实现闭环控制

### 使用 FSR 薄膜压力传感器与 ESP32 实现闭环控制系统 #### 设备准备 为了构建一个使用 FSR (Force Sensing Resistor) 薄膜压力传感器和 ESP32 的闭环控制系统，需准备好如下硬件组件： - ESP32 开发板 - 多个 FSR402 压力传感元件[^2] - ADC 模拟数字转换模块（如果 ESP32 自带的 ADC 不够精确） - 连接线若干 - 面包板或其他电路组装工具 #### 系统设计原理 FSR 是一种将物理压力转化为可测量电信号变化的设备。当施加于 FSR 上的压力增加时，其内部电阻减小；反之则增大。此特性使得能够通过检测电流或电压来间接得知所受压力量级。 对于本项目而言，在应用层面上意味着可以利用这些信号作为反馈机制的一部分来进行控制逻辑的设计——即所谓的“闭环”。具体来说就是根据当前感知到的压力大小调整某些参数直到达到预设目标为止。 #### 编程实现过程 下面给出一段 Python 伪代码框架用于说明如何编写这样的应用程序: ```python import machine from time import sleep_ms # 初始化 ADC 输入引脚,假设连接到了 GPIO34 adc = machine.ADC(machine.Pin(34)) adc.atten(machine.ADC.ATTN_11DB) def read_pressure(): """读取来自 FSR 的原始数据并返回对应的压力值""" raw_value = adc.read() # 将ADC数值映射至实际压力范围 pressure = map_analog_to_pressure(raw_value) return pressure def map_analog_to_pressure(analog_val): """模拟量转为压力值函数定义""" min_adc = 0 # 定义最小输入电平对应的ADC值 max_adc = 4095 # 定义最大输入电平对应的ADC值 min_press = 0 # 对应的实际最低压力(g) max_press = 10000 # 对应的实际最高压力(g)，这里设置为10kg=10000g mapped_press = ((analog_val - min_adc)/(max_adc-min_adc)) * \ (max_press-min_press)+min_press return int(mapped_press) while True: current_pressure = read_pressure() print(f'Current Pressure: {current_pressure} g') target_pressure = 5000 # 设置期望的目标压力值(g), 即5kg error = abs(target_pressure-current_pressure) if error > tolerance_level: adjust_system(current_pressure,target_pressure,error) else: maintain_current_state() sleep_ms(100) # 控制循环频率 def adjust_system(pressure_now,pressure_target,err): pass # 此处填写具体的调节算法以减少误差直至满足条件 def maintain_current_state(): pass # 当前状态已经符合预期，则保持不变 ``` 上述代码展示了基本架构，其中包含了几个重要部分： - `read_pressure()` 函数负责从指定通道采集最新的压力样本； - `map_analog_to_pressure()` 方法实现了由 ADC 数字码向真实世界单位之间的变换关系； - 主体无限循环里持续监测实时状况并与设定标准对比分析，一旦发现偏差超出允许限度便触发相应措施予以纠正。 请注意这只是一个非常基础的例子，实际情况可能更加复杂，涉及到更精细的状态机管理以及更为严谨的数据处理流程等。