Flex Sensor (resistiv) lang – SpectraSymbol 112mm, 10–110 kΩ

Beschreibung

Flex Sensor lang – resistiver Biegesensor, 112mm aktiv

Dieser Flex Sensor von SpectraSymbol ist ein variabler Widerstand, der seinen Wert in Abhängigkeit vom Biegewinkel ändert. Im flachen Zustand liegt der Widerstand bei ca. 10 kΩ; bei Vollbiegung steigt er laut Datenblatt auf 60–110 kΩ. Das Signal kommt direkt aus einem passiven Bauteil – kein IC, kein Protokoll, keine Versorgungsspannung nötig. Der Sensor passt direkt ins Breadboard und liefert an einem Analog-Pin auswertbare Spannungswerte. Bekannt geworden ist diese Sensorfamilie als Eingabeelement des Nintendo PowerGlove von 1989 – heute taucht sie in Datenhandschuhen, Prothesen-Feedback-Systemen, Robotik und Wearables auf.

Elektrische Eigenschaften & Messprinzip

Der Sensor funktioniert als einseitiger Widerstand: Die leitfähige Kohlenstoffschicht auf der Oberseite ändert ihren Widerstand, sobald das Substrat gebogen wird. Verbaut man ihn als unteren Zweig eines Spannungsteilers, ergibt sich am Mittelabgriff eine vom Biegewinkel abhängige Spannung, die ein ADC direkt einlesen kann.

• Flach-Widerstand: ~10 kΩ (Nennwert) – Toleranz ±30%, d.h. reale Exemplare können zwischen 7 und 13 kΩ liegen; Software-Kalibrierung ist zwingend.
• Biegewiderstand: 60–110 kΩ bei Vollbiegung – der Bereich ist breit, weil der Sensor auf Winkeländerung, nicht auf absoluten Widerstand optimiert ist.
• Aktive Länge: 95,25 mm, Gesamtlänge 112,24 mm, Breite 6,35 mm, Dicke 0,43 mm – passt in enge Wearable-Strukturen.
• Power Rating: 0,5 W Dauerlast, 1 W Peak – bei einem typischen Spannungsteiler mit 5 V und 47 kΩ fließen ca. 90 µA; thermisch völlig unkritisch.
• Lebensdauer: >1 Million Biegezyklen laut Hersteller-Datenblatt – ausreichend für interaktive Projekte, aber kein Industriesensor für kontinuierliche Hochfrequenzbelastung.
• Temperaturbereich: −35°C bis +80°C – tauglich für Outdoor-Wearables und leichte industrielle Anwendungen.

Workbench & Anschluss

Die zwei Löt-Tabs am unteren Ende des Sensors (Solder Tabs, Raster ca. 2,54 mm) passen direkt in ein Breadboard oder in Female-Dupont-Buchsen. Polarität spielt keine Rolle – der Sensor ist ein reiner Widerstand, keine Richtung bevorzugt. Der klassische Aufbau: 47 kΩ Festwiderstand als Pull-down zwischen GND und dem unteren Sensor-Tab, oberer Tab an VCC (3,3 V oder 5 V), Messpunkt am Verbindungsknoten an A0. Mit 5 V Versorgung und 47 kΩ Pull-down ergibt sich bei flachem Sensor ca. 3,3 V am ADC-Pin, bei Vollbiegung fällt die Spannung auf unter 1 V – ein gut nutzbarer Bereich für analogRead() mit 10-Bit-Auflösung.

Wer einen 3,3-V-Microcontroller (Raspberry Pi GPIO, RP2040, ESP32) einsetzt, legt VCC einfach auf 3,3 V – kein Level-Shifter nötig, da das Signal passiv aus dem Spannungsteiler kommt. Ein externer ADC mit höherer Auflösung (12 oder 16 Bit) lohnt sich, wenn feinere Winkelauflösung als ca. 5° gefordert ist.

Praxis-Tipps & Stolperfallen

Die häufigste Fehlerquelle ist mechanisch, nicht elektrisch: Der Bereich direkt an den Löt-Tabs ist die Schwachstelle des Sensors. Biegt man das Kabel oder die Zuleitungen dort wiederholt ab, brechen die gecrimten Kontakte intern durch. Gegenmaßnahme: Den unteren Zentimeter des Sensors durch Kleben, Klemmen oder einen Schrumpfschlauch-Mantel mechanisch fixieren, sodass die Biegung ausschließlich in der aktiven Zone stattfindet. SparkFun empfiehlt alternativ den Amphenol FCI Clincher-Connector als werkzeugfreie Crimpverbindung mit integrierter Zugentlastung.

Zweiter klassischer Fehler: Sensor in die falsche Richtung biegen. Die Kohlenstoffschicht sitzt auf der Oberseite – nur Biegung in diese Richtung erzeugt verwertbare Widerstandsänderungen. Biegung zur Rückseite liefert kein zuverlässiges Signal und kann den Sensor dauerhaft schädigen. Für Absolutwinkelmessung ist eine Zwei-Punkt-Kalibrierung (flach = Referenz, definierter Winkel = Maximum) vor jeder Nutzung empfehlenswert, da die ±30%-Toleranz zwischen Exemplaren groß ist. Weiterführende Schaltungsvarianten (Impedanzpuffer mit LM358, Schwellwert-Komparator, RC-Timing ohne ADC) finden sich im SpectraSymbol Datenblatt und im SparkFun Flex Sensor Hookup Guide.