წონის გაზომვა სატვირთო უჯრედით: 9 ნაბიჯი

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

ეს პოსტი მოიცავს იმას, თუ როგორ უნდა შეიქმნას, აღმოფხვრას და ხელახლა მოაწყოს წრე 1 კგ-ზე ნაკლები წონის გასაზომად.

ARD2-2151 ღირს 9,50 ევრო და მისი ყიდვა შეგიძლიათ შემდეგ მისამართზე:

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

რა იყო გამოყენებული:

-1 კგ სატვირთო უჯრედი (ARD2-2151)

-ორი გამაძლიერებელი

-არდუინო

ნაბიჯი 1: დატვირთვის უჯრედის შესახებ

აქვს ძალიან მცირე გამომავალი და ამიტომ უნდა გაძლიერდეს ინსტრუმენტული გამაძლიერებლით (ამ სისტემისთვის 500 ჯამური მოგება იქნა გამოყენებული)

დატვირთვის უჯრედის კვებისათვის გამოიყენება 12 ვ DC წყარო.

მუშაობს ტემპერატურა -20 გრადუსიდან 60 გრადუსამდე, რაც გამოუსადეგარია იმ პროექტისათვის, რომელიც ჩვენ გვქონდა გათვალისწინებული.

ნაბიჯი 2: წრის შექმნა

დატვირთვის უჯრედს აქვს 12 ვ შეყვანა და გამომავალი იქნება დაკავშირებული ინსტრუმენტთა გამაძლიერებელთან, რათა გაიზარდოს გამომუშავება.

დატვირთვის უჯრედს აქვს ორი გამოსავალი, მინუს და დადებითი გამომავალი, მათ შორის განსხვავება წონის პროპორციული იქნება.

გამაძლიერებლები მოითხოვს +15V და -15V კავშირს.

გამაძლიერებლის გამომავალი დაკავშირებულია არდუინოსთან, რომელსაც სჭირდება 5V კავშირი, სადაც ანალოგური მნიშვნელობები წაიკითხება და ხელახლა გაიზრდება წონის გამომუშავებამდე.

ნაბიჯი 3: დიფერენციალური Op-amp

Diff amp გამოიყენება დატვირთვის უჯრედიდან პლუს და მინუს ძაბვის სხვაობის გასაძლიერებლად.

მოგება განისაზღვრება R2/R

R უნდა იყოს მინიმუმ 50K ohms, რადგან დატვირთვის უჯრედის გამომავალი წინაღობა არის 1k და ორი 50k რეზისტორი მისცემს 1% შეცდომას, რაც გამორიცხულია

გამომავალი დიაპაზონი 0 -დან 120 მვ -მდეა, ეს არის ძალიან მცირე და საჭიროა მეტი ამპედი, შეიძლება გამოყენებულ იქნას დიფ დიამეტრზე უფრო დიდი მოგება ან დაემატოს არაინვერტირებადი გამაძლიერებელი

ნაბიჯი 4: მოიპოვეთ ამპერი

გამოიყენება არაინვერტირებადი გამაძლიერებელი, რადგან დიფ გამაძლიერებელი მხოლოდ 120 მვ გამოდის

არდუინოს ანალოგური შეყვანა 0 -დან 5 ვ -მდეა, ასე რომ ჩვენი მოგება იქნება დაახლოებით 40, რომ მაქსიმალურად მივუახლოვდეთ ამ დიაპაზონს, რადგან ეს გაზრდის ჩვენი სისტემის მგრძნობელობას.

მოგება განისაზღვრება R2/R1

ნაბიჯი 5: პრობლემის გადაღება

15V მიწოდება op-amp- ზე, 10V ჩატვირთვის უჯრედში და 5V არდუინოს უნდა ჰქონდეს საერთო საფუძველი.

(ყველა 0v მნიშვნელობა უნდა იყოს დაკავშირებული ერთმანეთთან.)

ვოლტმეტრი შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმისათვის, რომ დარწმუნდეთ, რომ ძაბვა ეცემა ყოველი რეზისტორის შემდეგ, რაც ხელს შეუწყობს მოკლე ჩართვის არარსებობას.

თუ შედეგები განსხვავებული და არათანმიმდევრულია, მავთულის გამოყენება შესაძლებელია ვოლტმეტრის გამოყენებით მავთულის წინააღმდეგობის გასაზომად, თუ წინააღმდეგობა ამბობს "ხაზგარეშე", ეს ნიშნავს, რომ არსებობს უსასრულო წინააღმდეგობა და მავთულს აქვს ღია წრე და მისი გამოყენება შეუძლებელია. მავთულები უნდა იყოს 10 ohms– ზე ნაკლები.

რეზისტორებს აქვთ ტოლერანტობა, რაც იმას ნიშნავს, რომ მათ შეიძლება ჰქონდეთ შეცდომა, წინააღმდეგობის მნიშვნელობების შემოწმება შესაძლებელია ვოლტმეტრით, თუ რეზისტორი ამოღებულია წრიდან.

უფრო მცირე რეზისტორები შეიძლება დაემატოს სერიულად ან პარალელურად, რომ მიიღოთ წინააღმდეგობის იდეალური მნიშვნელობები.

სერიები = r1+r2

1/პარალელური = 1/r1 + 1/r2

ნაბიჯი 6: შედეგები თითოეული ნაბიჯისგან

დატვირთვის უჯრედიდან გამოსავალი ძალიან მცირეა და უნდა გაძლიერდეს.

მცირე გამომავალი ნიშნავს, რომ სისტემა მიდრეკილია ჩარევისკენ.

ჩვენი სისტემა შეიქმნა ჩვენს ხელთ არსებული წონის მიხედვით, რომელიც იყო 500 გ, მოგების გამაძლიერებლის წინააღმდეგობა უკუპროპორციულია ჩვენი სისტემის დიაპაზონთან

ნაბიჯი 7: Arduino შედეგები

ამ შედეგებში ურთიერთობა არის ხაზოვანი და გვაძლევს ფორმულას, რომ ვიპოვოთ y მნიშვნელობა (DU არდუინოდან) მოცემული x მნიშვნელობისთვის (შეყვანის წონა).

ეს ფორმულა და გამომავალი გადაეცემა არდუინოს, რათა გამოთვალოს დატვირთული უჯრედის წონა.

გამაძლიერებელს აქვს კომპენსაცია 300DU, ამის ამოღება შესაძლებელია დაბალანსებული ხორბლის ქვის ხიდის ჩასმით, სანამ დატვირთული უჯრედის ძაბვა გაძლიერდება. რომელიც უზრუნველყოფს უფრო მგრძნობიარობას სქემას.

ნაბიჯი 8: კოდი

ამ ექსპერიმენტში გამოყენებული კოდი მიმაგრებულია ზემოთ.

იმისათვის, რომ გადაწყვიტოთ რომელი პინი უნდა გამოიყენოთ წონის წასაკითხად:

pinMode (A0, INPUT);

მგრძნობელობა (x- კოეფიციენტი ექსელში) და ოფსეტური (მუდმივი ექსელის ექვივალენტში) გამოცხადებულია:

ყოველ ჯერზე სისტემის დაყენებისას ოფსეტი უნდა განახლდეს მიმდინარე DU– ით 0 გ – ზე

float offset = 309.71; float მგრძნობელობა = 1.5262;

ექსელის ფორმულა გამოიყენება ანალოგიურ შეყვანაზე

და დაბეჭდილია სერიულ მონიტორზე

ნაბიჯი 9: შეადარეთ საბოლოო გამომავალი შეყვანისას

არდუინოდან მიღებული საბოლოო გამომუშავებამ ზუსტად გამოთვალა გამომავალი წონა.

საშუალო შეცდომა 1%

ეს შეცდომა გამოწვეულია სხვადასხვა DU- ით, ერთი და იგივე წონის წაკითხვით, როდესაც ტესტი მეორდება.

ეს სისტემა არ არის შესაფერისი ჩვენს პროექტში გამოსაყენებლად ტემპერატურის დიაპაზონის შეზღუდვების გამო.

ეს წრე იმუშავებს 500 გ -მდე წონაზე, რადგან 5 ვ არის მაქსიმალური მნიშვნელობა არდუინოში, თუ მოგების წინააღმდეგობა განახევრდება, სისტემა იმუშავებს 1 კგ -მდე.

სისტემას აქვს დიდი ოფსეტური, მაგრამ მაინც ზუსტია და შეამჩნევს ცვლილებებს 0.4 გ.