【源码】基于Arduino和Android的石墨应变传感器系统

项目简介

本项目源于图卢兹国立应用科学学院（INSA Toulouse）物理工程系“从传感器到开源硬件测试台”课程。基于“铅笔绘制应变计”低技术含量技术，致力于制作基于石墨的低成本应变传感器，对其进行批判性分析，挖掘潜力并提出改进方案。该传感器借助纸张上铅笔绘制的石墨，利用机械应力改变石墨颗粒间距来改变电阻，实现应变测量。

项目的主要特性和功能

1. 硬件集成：制作可连接Arduino UNO模块的PCB板，集成跨阻放大器、蓝牙模块、OLED屏幕和柔性传感器。
2. 数据采集与处理：Arduino代码测量传感器变形、计算电阻值，通过蓝牙模块将数据发送到Android应用。OLED屏幕实时显示传感器电阻值，串口监视器可查看柔性传感器电阻和角度值。
3. 移动交互：开发Android应用，与蓝牙模块通信，实时显示传感器输出电压，绘制电阻随时间变化的图形。
4. 性能测试：搭建测试台对传感器进行特性测试，分析不同铅笔（HB、B）和变形情况下传感器的电阻变化。
5. 文档输出：根据测试结果生成传感器的数据手册。

安装使用步骤

硬件准备

1. 准备材料：2个100kΩ电阻、1个10kΩ电阻、2个1kΩ电阻、1个33kΩ电阻、1个1µF电容、2个100nF电容、LTC1050运算放大器、HC05蓝牙模块、0.91寸I2C OLED屏幕、柔性传感器、纸张、3支铅笔（HB、B）。
2. 按Kicad设计的PCB图，用光刻法制作PCB板并打孔焊接组件。

软件安装

1. Arduino编程：在Arduino IDE中打开项目的Arduino代码，安装所需库（Wire.h、SoftwareSerial.h、Adafruit_SSD1306.h），将代码上传到Arduino UNO模块。
2. Android应用安装：从项目文件夹获取Android应用的APK文件，安装到Android手机。

使用步骤

1. 连接硬件：将制作好的PCB板连接到Arduino UNO模块，给系统供电。
2. 配对蓝牙：打开Android应用，点击“连接蓝牙”按钮，与硬件蓝牙模块配对连接。
3. 测试传感器：将传感器包裹在测试台圆柱上，施加不同变形，观察Android应用上电压和电阻变化图形。

下载地址

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