Paino mitataan punnituskennolla: 9 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tämä viesti kattaa alla 1 kg: n painojen mittaamisen, vianmäärityksen ja uudelleenjärjestelyn.

ARD2-2151 maksaa 9,50 € ja sen voi ostaa osoitteesta:

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

Mitä käytettiin:

-1 kg: n punnituskenno (ARD2-2151)

-kaksi op -vahvistinta

-Arduino

Vaihe 1: Tietoja kuormituskennosta

Lähtö on hyvin pieni, joten sitä on vahvistettava instrumentaalisella vahvistimella (tälle järjestelmälle käytettiin 500 vahvistusta)

Polttokennon virtalähteenä käytetään 12 V: n tasavirtalähdettä.

toimii lämpötiloissa -20 celsiusasteesta 60 asteeseen, mikä tekee siitä käyttökelvottoman suunnitellulle projektille.

Vaihe 2: Piirin rakentaminen

Punnituskennossa on 12 V: n tulo, ja lähtö kytketään instrumenttivahvistimeen ulostulon lisäämiseksi.

Punnituskennossa on kaksi lähtöä, miinus ja positiivinen lähtö, näiden ero on verrannollinen painoon.

Vahvistimet tarvitsevat +15V ja -15V liitännän.

Vahvistimen lähtö on kytketty Arduinoon, joka tarvitsee 5 V: n liitännän, jossa analogiset arvot luetaan sisään ja skaalataan uudelleen painolähtöksi.

Vaihe 3: Tasauspyörästön op-vahvistin

Diff -vahvistinta käytetään vahvistamaan punnituskennon plus- ja miinusjännitteen eroa.

vahvistuksen määrittää R2/R

R: n on oltava vähintään 50 K ohmia, koska punnituskennon lähtöimpedanssi on 1 k ja kaksi 50 k: n vastusta antaisi 1%: n virheen, joka on poikkeuksellinen

lähtöalue on 0-120 mV tämä on liian pieni ja sitä on vahvistettava enemmän, diff -vahvistimessa voidaan käyttää suurempaa vahvistusta tai voidaan lisätä ei -invertoiva vahvistin

Vaihe 4: Vahvistin

Ei-invertoivaa vahvistinta käytetään, koska diff-vahvistin lähettää vain 120 mV

analoginen tulo arduinoon vaihtelee välillä 0 - 5 V, joten vahvistuksemme on noin 40, jotta pääsemme mahdollisimman lähelle tätä aluetta, koska se lisäisi järjestelmämme herkkyyttä.

vahvistuksen määrittää R2/R1

Vaihe 5: Vianetsintä

15 V: n syöttö op-vahvistimeen, 10 V kuormituskennoon ja 5 V: n Arduinoon on oltava yhteinen.

(kaikki 0v arvot on kytkettävä yhteen.)

Volttimittarilla voidaan varmistaa, että jännite putoaa jokaisen vastuksen jälkeen, mikä auttaa varmistamaan, ettei oikosulkuja esiinny.

Jos tulokset vaihtelevat ja ovat epäjohdonmukaisia, käytetyt johdot voidaan testata käyttämällä volttimittaria langan resistanssin mittaamiseen. Jos vastus sanoo "offline", se tarkoittaa ääretöntä vastusta ja johdossa on avoin piiri eikä sitä voida käyttää. Johtojen tulee olla alle 10 ohmia.

vastuksilla on toleranssi, mikä tarkoittaa, että niissä voi olla virhe, vastusarvot voidaan tarkistaa voltimetrillä, jos vastus poistetaan piiristä.

pienempiä vastuksia voidaan lisätä sarjaan tai rinnakkain ihanteellisten vastusarvojen saamiseksi.

Rseries = r1+r2

1/Rparallel = 1/r1 + 1/r2

Vaihe 6: Tulokset jokaisesta vaiheesta

Punnituskennon lähtö on hyvin pieni ja sitä on vahvistettava.

Pieni lähtö tarkoittaa, että järjestelmä on altis häiriöille.

Järjestelmämme on suunniteltu käytettävissä olevien painojen ympärille, joka oli 500 g, Vahvistusvahvistimen vahvistusvastus on kääntäen verrannollinen järjestelmämme alueeseen

Vaihe 7: Arduino -tulokset

Näiden tulosten suhde on lineaarinen ja antaa meille kaavan löytää y -arvo (DU Arduinosta) tietylle x -arvolle (syöttöpaino).

Tämä kaava ja ulostulo annetaan arduinolle punnituskennon painon laskemiseksi.

Vahvistimen siirtymä on 300DU, tämä voidaan poistaa lisäämällä tasapainotettu vehnäkivisilta ennen punnituskennojännitteen vahvistamista. joka antaisi piirille enemmän herkkyyttä.

Vaihe 8: Koodi

Tässä kokeessa käytetty koodi on liitteenä edellä.

Päätä, mitä nastaa käytetään painon lukemiseen:

pinMode (A0, INPUT);

Herkkyys (x-kerroin Excelissä) ja offset (vakio Excel-ekvn: ssä) ilmoitetaan:

Aina kun järjestelmä on asetettu, siirtymä on päivitettävä nykyiseen DU -arvoon 0 g

kellukkeen siirtymä = 309,71; kelluvuuden herkkyys = 1,5262;

Excel -kaavaa sovelletaan sitten analogiseen tuloon

ja tulostetaan sarjamonitoriin

Vaihe 9: Lopullisen lähdön vertaaminen tuloon

Arduinon antama lopullinen lähtö laski tarkasti lähtöpainon.

Keskimääräinen virhe 1%

Tämä virhe johtuu eri DU -lukemista samalla painolla, kun testi toistetaan.

Tämä järjestelmä ei sovellu käytettäväksi projektissamme lämpötila -alueen rajoitusten vuoksi.

Tämä piiri toimisi 500 g: n painoille, koska 5v on arduinon maksimiarvo, jos vahvistusvastus puolitetaan, järjestelmä toimii 1 kg: iin asti.

Järjestelmässä on suuri siirtymä, mutta se on edelleen tarkka ja huomaa 0,4 g: n muutokset.