Svorio matavimas naudojant apkrovos elementą: 9 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:45

Šiame įraše bus aprašyta, kaip nustatyti, pašalinti triktis ir pertvarkyti grandinę, skirtą svoriui iki 1 kg matuoti.

ARD2-2151 kainuoja 9,50 EUR ir jį galima nusipirkti adresu:

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

Kas buvo naudojama:

-1 kg apkrovos elementas (ARD2-2151)

-du stiprintuvai

-Arduino

1 žingsnis: Apie apkrovos langelį

Jis turi labai mažą išvestį, todėl jį reikia sustiprinti instrumentiniu stiprintuvu (šiai sistemai iš viso buvo naudojamas 500 padidėjimas)

Įtampos elementui maitinti naudojamas 12 V nuolatinės srovės šaltinis.

veikia temperatūroje nuo -20 iki 60 laipsnių Celsijaus, todėl ji yra netinkama mūsų sumanytam projektui.

2 žingsnis: grandinės kūrimas

Apkrovos elementas turi 12 V įvestį, o išėjimas bus prijungtas prie prietaisų stiprintuvo, kad padidėtų išėjimas.

Apkrovos elementas turi du išėjimus, minusą ir teigiamą išėjimą, jų skirtumas bus proporcingas svoriui.

Stiprintuvams reikalingas +15V ir -15V jungtis.

Stiprintuvo išvestis yra prijungta prie „Arduino“, kuriai reikia 5 V jungties, kur bus nuskaitomos analoginės vertės ir pakeičiamas svoris.

3 žingsnis: diferencialinis stiprintuvas

Differinis stiprintuvas naudojamas apkrovos elemento pliuso ir minuso įtampos skirtumui sustiprinti.

pelnas nustatomas pagal R2/R

R turi būti bent 50K omų, nes apkrovos elemento išėjimo varža yra 1k, o du 50k rezistoriai sukeltų 1% klaidą

išėjimo diapazonas yra nuo 0 iki 120 mV, tai yra per maža, todėl jį reikia stiprinti daugiau, diferenciniame stiprintuve galima naudoti didesnį stiprinimą arba pridėti nekeičiamą stiprintuvą

4 žingsnis: padidinkite stiprintuvą

Naudojamas neinvertuojamas stiprintuvas, nes diferencinis stiprintuvas išleidžia tik 120 mV

analoginis įėjimas į arduino svyruoja nuo 0 iki 5 V, todėl mūsų pelnas bus apie 40, kad kuo arčiau to diapazono, nes tai padidintų mūsų sistemos jautrumą.

padidėjimą lemia R2/R1

5 veiksmas: trikčių šalinimas

15 V maitinimas į stiprintuvą, 10 V į apkrovos elementą ir 5 V į „Arduino“turi turėti bendrą pagrindą.

(visos 0v vertės turi būti sujungtos.)

Voltmetras gali būti naudojamas įsitikinti, kad įtampa nukrenta po kiekvieno rezistoriaus, kad būtų išvengta trumpojo jungimo.

Jei rezultatai yra skirtingi ir nenuoseklūs, naudojamus laidus galima išbandyti naudojant voltmetrą laido pasipriešinimui matuoti, jei pasipriešinimas sako „neprisijungęs“, tai reiškia, kad yra begalinis pasipriešinimas, o viela turi atvirą grandinę ir negali būti naudojama. Laidai turi būti mažesni nei 10 omų.

rezistoriai turi toleranciją, o tai reiškia, kad jie gali turėti klaidą, varžos vertes galima patikrinti voltmetru, jei rezistorius pašalinamas iš grandinės.

mažesnius rezistorius galima pridėti nuosekliai arba lygiagrečiai, kad būtų gautos idealios varžos vertės.

R serija = r1+r2

1/lygiagretus = 1/r1 + 1/r2

6 žingsnis: kiekvieno žingsnio rezultatai

Iš apkrovos elemento išėjimas yra labai mažas ir jį reikia sustiprinti.

Mažas išėjimas reiškia, kad sistema yra linkusi į trikdžius.

Mūsų sistema buvo sukurta pagal turimus svorius, kurie buvo 500 g, stiprinimo stiprintuvo stiprinimo varža yra atvirkščiai proporcinga mūsų sistemos diapazonui

7 žingsnis: „Arduino“rezultatai

Šių rezultatų ryšys yra tiesinis ir suteikia mums formulę, kaip rasti y reikšmę (DU iš „Arduino“) tam tikrai x reikšmei (įvesties svoriui).

Ši formulė ir išvestis bus pateikta arduino, kad būtų galima apskaičiuoti apkrovos elemento svorio išvestį.

Stiprintuvo poslinkis yra 300DU, tai galima pašalinti įterpiant subalansuotą kviečių akmens tiltą prieš padidinant apkrovos elemento įtampą. kuris suteiktų grandinei didesnį jautrumą.

8 žingsnis: kodas

Šiame eksperimente naudojamas kodas pridedamas aukščiau.

Norėdami nuspręsti, kuris smeigtukas turėtų būti naudojamas svoriui nuskaityti:

pinMode (A0, INPUT);

Jautrumas (x koeficientas „Excel“) ir poslinkis („excel eqn“konstanta) deklaruojami:

Kiekvieną kartą nustatant sistemą, poslinkis turėtų būti atnaujinamas į dabartinį DU esant 0 g

plūdės poslinkis = 309,71; plūdės jautrumas = 1,5262;

tada „Excel“formulė taikoma analoginei įėjimui

ir išspausdintas į serijinį monitorių

9 veiksmas: galutinio rezultato palyginimas su įvestimi

Galutinė „Arduino“produkcija tiksliai apskaičiavo išvesties svorį.

Vidutinė klaida 1%

Šią klaidą sukelia skirtingi DU, nuskaityti tuo pačiu svoriu, kai bandymas kartojamas.

Ši sistema netinka naudoti mūsų projekte dėl temperatūros diapazono apribojimų.

Ši grandinė veiktų svoriui iki 500 g, nes 5v yra maksimali arduino vertė, jei pasipriešinimas padidėjimui sumažės perpus, sistema veiktų iki 1 kg.

Sistema turi didelį poslinkį, tačiau vis tiek yra tiksli ir pastebi 0,4 g pokyčius.