Matja e peshës me një qelizë ngarkese: 9 hapa

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:16

Ky postim do të mbulojë mënyrën e vendosjes, zgjidhjes së problemeve dhe riorganizimit të një qarku për matjen e peshave nën 1kg.

Një ARD2-2151 kushton 9,50 € dhe mund të blihet në:

www.wiltronics.com.au/product/9279/load-ce…

Çfarë u përdor:

-Një qelizë ngarkese 1 kg (ARD2-2151)

-dy amplifikatorë op

-Një Arduino

Hapi 1: Rreth qelizës së ngarkesës

Ka një dalje shumë të vogël dhe kështu duhet të amplifikohet me një përforcues instrumental (një fitim total prej 500 u përdor për këtë sistem)

Një burim DC prej 12V përdoret për të fuqizuar qelizën e ngarkesës.

funksionon në temperatura nga -20 gradë Celsius në 60 gradë Celsius, duke e bërë të papërdorshëm për projektin që kishim në mendje.

Hapi 2: Ndërtimi i qarkut

Qeliza e ngarkesës ka një hyrje 12V, dhe dalja do të lidhet me një përforcues instrumentesh për të rritur daljen.

Qeliza e ngarkesës ka dy dalje, një minus dhe një dalje pozitive, ndryshimi i këtyre do të jetë proporcional me peshën.

Përforcuesit kërkojnë një lidhje +15V dhe -15V.

Dalja e amplifikatorit lidhet me një Arduino i cili ka nevojë për një lidhje 5V, ku vlerat analoge do të lexohen dhe ri -shkallëzohen në një dalje peshe.

Hapi 3: Op-amp diferencial

Një amplifikues diff përdoret për të amplifikuar diferencën e daljes së tensionit plus dhe minus nga qeliza e ngarkesës.

fitimi përcaktohet nga R2/R

R duhet të jetë së paku 50K ohms pasi impedenca e daljes së qelizës së ngarkesës është 1k dhe dy rezistorët 50k do të jepnin një gabim 1% i cili është i përjashtueshëm

dalja varion nga 0 në 120 mV, kjo është shumë e vogël dhe duhet të amplifikohet më shumë, një përfitim më i madh mund të përdoret në amplifikatorin e ndryshimit ose mund të shtohet një përforcues jo -konvertues

Hapi 4: Fitoni Amp

Përdoret një përforcues jo-përmbysës sepse diferenca e amplifikimit del vetëm 120mV

hyrja analoge në arduino varion nga 0 në 5v, kështu që përfitimi ynë do të jetë rreth 40 për t'iu afruar sa më shumë atij diapazoni, sepse kjo do të rrisë ndjeshmërinë e sistemit tonë.

fitimi përcaktohet nga R2/R1

Hapi 5: Trouble Shooting

Furnizimi 15V në op-amp, 10V në qelizën e ngarkesës dhe 5V në Arduino duhet të ketë një bazë të përbashkët.

(të gjitha vlerat 0v duhet të lidhen së bashku.)

Një Voltmetër mund të përdoret për t'u siguruar që tensioni të bjerë pas çdo rezistence për të siguruar që nuk ka qarqe të shkurtra.

Nëse rezultatet janë të ndryshme dhe jokonsistente, telat e përdorur mund të testohen duke përdorur voltmetrin për të matur rezistencën e telit, nëse rezistenca thotë "jashtë linje" kjo do të thotë se ka rezistencë të pafund dhe tela ka një qark të hapur dhe nuk mund të përdoret. Telat duhet të jenë më pak se 10 Ohm.

rezistorët kanë një tolerancë, që do të thotë se mund të kenë një gabim, vlerat e rezistencës mund të kontrollohen me një voltmetër nëse rezistori hiqet nga qarku.

rezistorë më të vegjël mund të shtohen në seri ose paralel për të marrë vlerat ideale të rezistencës.

Seritë = r1+r2

1/Paralele = 1/r1 + 1/r2

Hapi 6: Rezultatet nga çdo hap

Dalja nga qeliza e ngarkesës është shumë e vogël dhe duhet të amplifikohet.

Prodhimi i vogël do të thotë që sistemi është i prirur për ndërhyrje.

Sistemi ynë ishte projektuar rreth peshave që kishim në dispozicion, të cilat ishin 500g, Rezistenca e fitimit të amplifikatorit të fitimit është në përpjesëtim të kundërt me gamën e sistemit tonë

Hapi 7: Rezultatet e Arduino

Marrëdhënia në këto rezultate është lineare dhe na jep një formulë për të gjetur një vlerë y (DU nga Arduino) për një vlerë të caktuar x (pesha hyrëse).

Kjo formulë dhe dalja do t'i jepen arduino për të llogaritur daljen e peshës për qelizën e ngarkesës.

Përforcuesi ka një kompensim prej 300DU, kjo mund të hiqet duke futur një urë të ekuilibruar të grurit para se të amplifikohet tensioni i qelizës së ngarkesës. e cila do t'i siguronte qarkut më shumë ndjeshmëri.

Hapi 8: Kodi

Kodi i përdorur në këtë eksperiment është bashkangjitur më lart.

Për të vendosur se cila kunj duhet të përdoret për të lexuar peshën:

pinMode (A0, INPUT);

Ndjeshmëria (x-koeficienti në excel) dhe kompensimi (konstanta në ekselen e Excel-it) deklarohen:

Sa herë që sistemi është konfiguruar, kompensimi duhet të përditësohet në DU aktual në 0g

kompensimi i notit = 309.71; ndjeshmëria e notimit = 1.5262;

formula e excelit aplikohet më pas në hyrjen analoge

dhe të shtypura në monitorin serik

Hapi 9: Krahasimi i daljes përfundimtare me hyrjen

Prodhimi përfundimtar i dhënë nga Arduino llogariti me saktësi peshën e prodhimit.

Gabimi mesatar prej 1%

Ky gabim shkaktohet nga leximi i ndryshëm DU me të njëjtën peshë kur testi përsëritet.

Ky sistem nuk është i përshtatshëm për t'u përdorur në projektin tonë për shkak të kufizimeve të diapazonit të temperaturës.

Ky qark do të funksiononte për peshat deri në 500g, pasi 5v është vlera maksimale në arduino, nëse rezistenca e fitimit përgjysmohet sistemi do të funksiononte deri në 1kg.

Sistemi ka një kompensim të madh, por është ende i saktë dhe vëren ndryshime prej 0.4g.