Kaalu mõõtmine koormusanduriga: 9 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:47

See postitus käsitleb alla 1 kg raskuste mõõtmise ahela seadistamist, tõrkeotsingut ja ümberkorraldamist.

ARD2-2151 maksab 9,50 eurot ja seda saab osta:

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

Mida kasutati:

-1 kg koormusandur (ARD2-2151)

-kaks op võimendit

-Arduino

Samm: teave laadimisanduri kohta

Sellel on väga väike väljund ja seetõttu tuleb seda võimendada instrumentaalse võimendiga (selle süsteemi puhul kasutati koguvõimendust 500)

Koormusanduri toiteks kasutatakse 12 V alalisvooluallikat.

töötab temperatuuridel -20 ° C kuni 60 ° C, mistõttu on see meie kavandatud projekti jaoks kasutuskõlbmatu.

2. etapp: vooluringi ehitamine

Koormusanduril on 12 V sisend ja väljund ühendatakse väljundi suurendamiseks mõõteriistade võimendiga.

Koormusanduril on kaks väljundit, miinus ja positiivne väljund, nende erinevus on proportsionaalne kaaluga.

Võimendid vajavad +15V ja -15V ühendust.

Võimendi väljund on ühendatud Arduino'ga, mis vajab 5 V ühendust, kus loetakse analoogväärtused ja skaleeritakse kaaluväljundiks.

3. samm: diferentsiaalvõimendi

Koormusanduri pluss- ja miinuspinge erinevuse võimendamiseks kasutatakse diferentsiaalvõimendit.

võimenduse määrab R2/R

R peab olema vähemalt 50K oomi, kuna koormusanduri väljundtakistus on 1k ja kaks 50k takistit annaksid 1% vea, mis on erandlik

väljund on vahemikus 0 kuni 120 mV, see on liiga väike ja seda tuleb rohkem võimendada, diferentsiaalvõimendil saab kasutada suuremat võimendust või lisada mitteinverteeriv võimendi

4. samm: võimendage võimendit

Kasutatakse mitte-inverteerivat võimendit, kuna diferentsiaalvõimendi väljastab ainult 120 mV

arduino analoogsisend on vahemikus 0 kuni 5 V, nii et meie võimendus on umbes 40, et jõuda sellele vahemikule võimalikult lähedale, sest see suurendaks meie süsteemi tundlikkust.

võimenduse määrab R2/R1

Samm: tõrkeotsing

15 V toite op-võimendile, 10 V laadimisandurile ja 5 V Arduinole peab olema ühine.

(kõik 0v väärtused tuleb omavahel ühendada.)

Voltmeetrit saab kasutada veendumaks, et pinge langeb pärast iga takisti, et vältida lühiste tekkimist.

Kui tulemused on erinevad ja ebajärjekindlad, saab kasutatud juhtmeid testida, kasutades juhtme takistuse mõõtmiseks voltmeetrit. Kui takistus ütleb "offline", tähendab see, et takistus on lõpmatu ja juhtmel on avatud ahel ning seda ei saa kasutada. Juhtmed peaksid olema alla 10 oomi.

takistitel on tolerants, mis tähendab, et neil võib olla viga, takistuse väärtusi saab voltmeetriga kontrollida, kui takisti ahelast eemaldada.

ideaalsete takistuste väärtuste saamiseks võib järjestikku või paralleelselt lisada väiksemaid takistid.

R -seeria = r1+r2

1/Paralleel = 1/r1 + 1/r2

6. samm: iga sammu tulemused

Koormusanduri väljund on väga väike ja seda tuleb võimendada.

Väike väljund tähendab, et süsteem on häirete suhtes vastuvõtlik.

Meie süsteem oli kavandatud kaalude järgi, mis meil olid saadaval, mis oli 500 g, võimendusvõimendi võimendustakistus on pöördvõrdeline meie süsteemi ulatusega

Samm: Arduino tulemused

Nende tulemuste suhe on lineaarne ja annab meile valemi y väärtuse leidmiseks (DU Arduino'st) antud x väärtuse (sisendkaal) jaoks.

See valem ja väljund antakse arduinole, et arvutada koormusanduri kaal.

Võimendi nihe on 300DU, selle saab eemaldada, sisestades enne koormusanduri pinge võimendamist tasakaalustatud nisukivisilla. mis annaks vooluringile suurema tundlikkuse.

8. samm: kood

Selles katses kasutatud kood on lisatud ülalpool.

Kaalu lugemiseks kasutatava tihvti määramiseks tehke järgmist.

pinMode (A0, INPUT);

Tundlikkus (x-koefitsient Excelis) ja nihe (konstant exceli eqn-is) on deklareeritud:

Iga kord, kui süsteem on seadistatud, tuleks nihke ajakohastada praegusele DU -le 0 g juures

ujuki nihe = 309,71; ujuki tundlikkus = 1,5262;

seejärel rakendatakse analoogsisendile Exceli valem

ja prinditakse jadamonitorile

9. samm: lõpliku väljundi võrdlemine sisendiga

Arduino antud lõplik väljund arvutas täpselt väljundkaalu.

Keskmine viga 1%

Selle tõrke põhjuseks on erinevad DU -d, mida loetakse sama kaalu korral testi kordamisel.

See süsteem ei sobi meie projektis kasutamiseks temperatuurivahemiku piirangute tõttu.

See vooluahel töötaks kuni 500 g kaalude puhul, kuna 5v on arduino maksimaalne väärtus, kui võimenduskindlus on poole võrra väiksem, töötab süsteem kuni 1 kg.

Süsteemil on suur nihe, kuid see on siiski täpne ja märkab muutusi 0,4 g.