背景

FSR（力敏电阻）传感器根据施加到其上的力或压力按比例更改其电阻。 可以将FSR传感器布置在由行和列组成的网格或阵列中，并且此布置可用于计算X轴上的位置或Y方向以及Z方向上的力，因此称为3D矩阵传感器。使用专用硬件，可以扫描FSR矩阵传感器的行和列，并确定施加在阵列中每个交叉点上的力。 然后，硬件可以将该信息传输到PC或笔记本电脑，在其中可以绘制原始数据并将其用作压力图或进行分析以确定各个触摸位置的质心和作用力

硬件

Tangio开发了定制的硬件和传感器演示器解决方案，可对16x24矩阵传感器进行高速扫描。 然后可以使用Tangio的surface.exe软件可视化硬件/传感器的输出。

3D矩阵演示器单元使用Mirochip PIC32微控制器，该微处理器处理直接应用于PCB顶部表面的Tango TPE-920矩阵传感器的数据。 该板由Micro-USB连接器供电，该Micro-USB连接器还将10位串行数据传输到PC或笔记本电脑.Tangio提供的自定义软件可以将该数据显示为3D或2D记录和/或表面图。

传感器设计

演示器单元上的TPE-920矩阵传感器可从Tangio购买，作为现成的传感器。 传感器由图形层，顶部传感层（即传感行），间隔层，底部传感层（即传感列）和安装粘合剂层组成。 这些层中的每一个都使用各种子层来构造。

TPE-920矩阵传感器已针对3D矩阵演示器进行了优化，但是请注意，每个用户的预期应用都有其独特的约束条件和要求，因此在大多数情况下需要定制的传感器解决方案。 从新颖的乐器到创新的医疗传感器，Tangio已针对各种独特的3D力感测应用优化了传感器设计，构造，材料和布局。

原理图

TPE-920矩阵传感器通过5个8位LIF连接器（2个行连接器和3个列连接器）连接到3D矩阵演示器PCBA。 连接器的针脚分配如下：

*ROW1至ROW16连接到ADC引脚

*col1至col24连接到GPIO引脚，这些引脚可以配置为具有最大15 mA源电流的高阻抗（HiZ）端口或低阻抗驱动器端口。

*RES_ROW1至RES_ROW16通过4.7K下拉电阻连接至GPIO引脚，这些GPIO引脚可配置为高阻抗（HiZ）端口或具有最低20mA灌电流的低阻抗驱动器端口

SR矩阵      16行*24列

传感器间距     5mm

感应区域      120mm*80mm

驱动力        50g

扫描速度     每个单元> 15kHz（用于16x24矩阵的40hz全传感器）

电阻范围     100k欧姆-100欧姆

AD转换压力   10bit（1024）

力分辨率

使用说明

3D矩阵演示器通过USB传输串行数据。 为了记录和显示此数据，用户必须首先在计算机上安装自定义软件包“ Surface”。

1）下载surface.zip并安装surface.exe（PC）或surface.dmg（Mac）。

2）通过USB（串行端口）将Matrix NEO 16x24硬件/传感器连接到计算机。

3）运行Surface程序，从下拉列表中选择正确的串行端口，然后单击“开始”。

4）连接后，按Matrix NEO传感器即可查看力数据的3D图形表示。

5）要更改图形的视图，请右键单击并拖动。 您还可以将图形右侧的设置更改为您喜欢的样式或模型（单击颜色托盘以引入颜色渐变，如上所示）。

6）范围和灵敏度可以使用图表右侧的滑块进行调整。

7）要选择某些点，请进入选择窗口，然后单击项目，然后在图形上选择任意点以查看其数据。

8）选择一个点后，要查看列或行切片（2D-视图），请单击“行切片”或“列切片”。