Os sensores flexíveis são uma tecnologia em ascensão que oferecem alta sensibilidade e processamento de baixo custo que os tornam adequados para aplicações emergentes, tais como Internet das Coisas (IoT) e Indústria 4.0. Entre os diferentes tipos de sensores flexíveis, os sensores resistivos de força (FSR, do inglês: Force-Sensing Resistor) estão entre os mais estudados e utilizados devido a sua estrutura simples e ao seu princípio de funcionamento que é baseado apenas na variação da sua resistência elétrica. Além disso, devido às suas características, eles são utilizados como sensores vestíveis (wearables). Este projeto busca desenvolver uma metodologia para calibração e condicionamento de sensores FSRs para aplicações estáticas e dinâmicas com foco principal no uso deles em próteses, biomecânica e robótica. O sistema de calibração está sendo desenvolvido para aplicação controlada de uma força/pressão de forma que os processos de carga e descarga sejam realizados automaticamente. No momento, as plataformas ESP e Arduino estão sendo utilizadas, mas outros hardwares de baixo custo serão também testados e avaliados. Espera-se que os erros de histerese e repetibilidade sejam reduzidos para que os FSRs possam ser usados em uma ampla faixa de detecção de força/pressão com bom controle e linearização.

Os sensores de força resistivos (FSRs) têm sido amplamente utilizados nas áreas robótica e biomédica, particularmente para aplicações de controle de interação de robôs, próteses e dispositivos biomecânicos de reabilitação (Tahir et al., 2020).  A usabilidade e desempenho são pontos chaves envolvidos na aplicação de sensores FSRs.  A precisão e a confiabilidade da medição desempenham um papel importante, particularmente em aplicações biomédicas. Isto tem motivado o desenvolvimento de sistemas para testes e calibração desses sensores. Neste contexto, o objetivo deste projeto de pesquisa é desenvolver uma metodologia simples, eficiente e de baixo custo para calibração e condicionamento de sensores FSRs para aplicações estáticas e dinâmicas.

Inovação: Nos últimos anos, diferentes microcontroladores têm sido utilizados para ler os sinais analógicos emitidos por um sensor FSR em uma configuração de divisor de tensão, onde a força aplicada ao sensor pode ser aproximada usando a curva de calibração do sensor fornecida pelo fabricante. Contudo, as fichas de dados da maioria dos modelos de sensores FSRs disponíveis comercialmente não fornecem a curva de calibração. Além disso, estudos têm mostrado que sensores FSRs de diferentes fabricantes com características similares podem apresentar diferentes respostas quando expostos às mesmas condições de operação (Vecchi et al., 2001; Hollinger e Wanderley, 2006; Lakshmi, 2020). Outros estudos também mostram que uma análise comparativa entre os resultados do sensor que está sendo calibrado com outro sensor da mesma marca e modelo mostram diferenças de resolução e precisão entre eles (Forero et al., 2018). Neste projeto de pesquisa estamos estudando as plataformas ESP e Arduino  para desenvolvimento do sistema de calibração e condicionamento de sensores FSRs.

Oportunidades/Vantagens/Benefícios: Espera-se que o sistema de calibração de baixo custo e boa precisão que está sendo desenvolvido possa ser utilizado na calibração de diferentes sensores FSRs para diversas aplicações.

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