Gewig meet met 'n laadsel: 9 stappe

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:24

In hierdie artikel word bespreek hoe u 'n stroombaan vir die meting van gewigte onder 1 kg kan opstel, oplos en oplos.

'N ARD2-2151 kos € 9,50 en kan gekoop word by:

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

Wat is gebruik:

-Een 1 kg laaisel (ARD2-2151)

-twee versterkers

-'n Arduino

Stap 1: Oor die laaisel

Het 'n baie klein uitset en moet dus versterk word met 'n instrumentale versterker ('n totale wins van 500 is vir hierdie stelsel gebruik)

'N Gelykstroombron van 12V word gebruik om die lassel aan te dryf.

werk by temperature van -20 grade Celsius tot 60 grade Celsius, wat dit onbruikbaar maak vir die projek wat ons in gedagte gehad het.

Stap 2: Bou die kring

Die laaisel het 'n 12V -ingang, en die uitset sal aan 'n instrumentasieversterker gekoppel word om die uitset te verhoog.

Die lassel het twee uitsette, 'n minus en 'n positiewe uitset; die verskil hiervan is eweredig aan die gewig.

Die versterkers benodig 'n +15V en -15V verbinding.

Die uitset van die versterker is gekoppel aan 'n Arduino wat 'n 5V -aansluiting benodig, waar die analoogwaardes ingelees sal word en na 'n gewigsuitset sal word.

Stap 3: Differensiële op-amp

'N Eindversterker word gebruik om die verskil tussen die plus- en minus -spanningsuitset van die laadsel te versterk.

die wins word bepaal deur R2/R

R moet ten minste 50K ohm wees, aangesien die uitgangsimpedensie van die lassel 1k is en die twee 50k -weerstande 'n fout van 1% sal gee, wat uitsonderlik is

die uitset wissel van 0 tot 120 mV, dit is te klein en moet meer versterk word, 'n groter versterking kan op die ewenaarversterker gebruik word, of 'n nie -omkeerversterker kan bygevoeg word

Stap 4: Versterk versterker

'N Nie-omkeerversterker word gebruik omdat die ewenaarversterker slegs 120mV lewer

die analoog ingang van die arduino wissel van 0 tot 5v, dus ons wins sal ongeveer 40 wees om so na as moontlik aan die reeks te kom, want dit verhoog die sensitiwiteit van ons stelsel.

die wins word bepaal deur R2/R1

Stap 5: Probleemoplossing

Die 15V-voeding aan die op-amp, 10V na die laadsel en die 5V na die Arduino moet 'n gemeenskaplike basis hê.

(alle 0v -waardes moet aan mekaar gekoppel word.)

'N Voltmeter kan gebruik word om seker te maak dat die spanning na elke weerstand daal om te verseker dat daar geen kortsluitings is nie.

As die resultate wissel en teenstrydig is, kan die drade wat gebruik word, getoets word deur die voltmeter te gebruik om die weerstand van die draad te meet; as die weerstand 'vanlyn' is, beteken dit dat daar oneindige weerstand is en dat die draad 'n oop kring het en nie gebruik kan word nie. Kabels moet minder as 10 ohm wees.

weerstande het 'n toleransie, wat beteken dat hulle 'n fout kan hê; die weerstandswaardes kan met 'n voltmeter nagegaan word as die weerstand uit die stroombaan verwyder word.

kleiner weerstande kan in serie of parallel bygevoeg word om ideale weerstandswaardes te kry.

R -reeks = r1+r2

1/Rparallel = 1/r1 + 1/r2

Stap 6: Resultate uit elke stap

Die uitset van die laadsel is baie klein en moet versterk word.

Die klein uitset beteken dat die stelsel geneig is tot inmenging.

Ons stelsel is ontwerp rondom die gewigte wat ons beskikbaar gehad het, wat 500g was, die versterkingsweerstand van die versterkingsversterker is omgekeerd eweredig aan die omvang van ons stelsel

Stap 7: Arduino -resultate

Die verband in hierdie resultate is lineêr en gee ons 'n formule om 'n y -waarde (DU van Arduino) vir 'n gegewe x -waarde (invoergewig) te vind.

Hierdie formule en die uitset sal aan die arduino gegee word om die gewig van die vragsel te bereken.

Die versterker het 'n offset van 300DU; dit kan verwyder word deur 'n gebalanseerde koringsteenbrug in te voeg voordat die las van die las versterk word. wat die kring meer sensitief sou maak.

Stap 8: Kode

Die kode wat in hierdie eksperiment gebruik is, is hierbo aangeheg.

Om te besluit watter pen moet gebruik word om die gewig te lees:

pinMode (A0, INVOER);

Die sensitiwiteit (x-koëffisiënt in Excel) en offset (die konstante in die Excel-eqn) word verklaar:

Elke keer as die stelsel opgestel word, moet die offset opgedateer word na die huidige DU teen 0g

float offset = 309.71; float sensitiwiteit = 1.5262;

die Excel -formule word dan op die analoog invoer toegepas

en op die seriële monitor afgedruk

Stap 9: Vergelyking van finale uitset met die invoer

Die finale uitset wat deur die Arduino gegee is, het die uitsetgewig akkuraat bereken.

Gemiddelde fout van 1%

Hierdie fout word veroorsaak deur verskillende DU gelees met dieselfde gewig wanneer die toets herhaal word.

Hierdie stelsel is nie geskik vir gebruik in ons projek nie, weens die beperkings op die temperatuur.

Hierdie kring werk vir gewigte tot 500g, aangesien 5v die maksimum waarde in die arduino is, as die versterkingsweerstand gehalveer word, werk die stelsel tot 1kg.

Die stelsel het 'n groot offset, maar is steeds akkuraat en sien veranderinge van 0.4g.