Pagsukat ng Timbang Sa Load Cell: 9 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Saklaw ng post na ito kung paano mag-set up, mag-troubleshoot, at muling ayusin ang isang circuit para sa pagsukat ng mga timbang sa ilalim ng 1kg.

Ang isang ARD2-2151 ay nagkakahalaga ng € 9.50 at mabibili sa:

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

Ano ang ginamit:

-A 1Kg Load Cell (ARD2-2151)

-dalawang op amplifier

-Ang Arduino

Hakbang 1: Tungkol sa Load Cell

May isang napakaliit na output at sa gayon ay kailangang mapalakas ng isang instrumental amplifier (isang kabuuang nakuha na 500 ang ginamit para sa sistemang ito)

Ang isang mapagkukunan ng DC na 12V ay ginagamit upang paandarin ang cell ng pag-load.

nagpapatakbo ng temperatura mula -20 degree Celsius hanggang 60 degree Celsius, na ginagawang hindi magamit para sa proyekto na nasa isip namin.

Hakbang 2: Pagbuo ng Circuit

Ang load cell ay may 12V input, at ang output ay konektado sa isang instrumentation amplifier upang madagdagan ang output.

Ang load cell ay may dalawang output, isang minus at isang positibong output, ang pagkakaiba ng mga ito ay magiging proporsyonal sa bigat.

Ang mga amplifier ay nangangailangan ng isang + 15V at -15V na koneksyon.

Ang output ng amplifier ay konektado sa isang Arduino na nangangailangan ng isang 5V na koneksyon, kung saan basahin ang mga halagang analog at mai-scale sa isang output ng timbang.

Hakbang 3: Pagkakaiba ng Op-amp

Ginagamit ang isang diff amp upang palakasin ang pagkakaiba ng plus at minus boltahe na output mula sa load cell.

ang pakinabang ay natutukoy ng R2 / R

Ang R ay kailangang maging atleast 50K ohms dahil ang output impedence ng load cell ay 1k at ang dalawang 50k resistors ay magbibigay ng isang 1% error na maliban sa

ang mga saklaw ng output mula 0 hanggang 120 mV ito ay masyadong maliit at kailangang ma-amped nang higit pa, maaaring magamit ang isang mas malaking pakinabang sa diff amp o maaaring idagdag ang isang noninverting amplifier

Hakbang 4: Makakuha ng Amp

Ginagamit ang isang non-inverting amp dahil ang diff amp ay output lamang ng 120mV

ang analog na input sa arduino ay mula sa 0 hanggang 5v kaya't ang aming nakuha ay malapit sa 40 upang mas malapit hangga't maaari sa saklaw na iyon sapagkat taasan ang pagkasensitibo ng aming system.

ang pakinabang ay natutukoy ng R2 / R1

Hakbang 5: Pag-shoot ng Problema

Ang supply ng 15V sa op-amp, 10V sa Load cell at ang 5V sa Arduino ay dapat magkaroon ng isang karaniwang batayan.

(lahat ng mga halagang 0v ay kailangang maiugnay nang magkasama.)

Maaaring magamit ang isang Voltmeter upang matiyak na ang boltahe ay bumaba pagkatapos ng bawat risistor upang matulungan matiyak na walang mga maikling circuit.

Kung magkakaiba ang mga resulta at hindi pantay-pantay ang mga wires na ginamit ay maaaring masubukan sa pamamagitan ng paggamit ng voltmeter upang masukat ang paglaban ng kawad, kung sinabi ng pagtutol na "offline" nangangahulugan ito na mayroong walang katapusang paglaban at ang wire ay may bukas na circuit at hindi maaaring gamitin. Ang mga wire ay dapat mas mababa sa 10 ohm.

ang mga resistor ay may pagpapaubaya, na nangangahulugang maaari silang magkaroon ng isang error, ang mga halaga ng paglaban ay maaaring suriin sa isang voltmeter kung ang risistor ay tinanggal mula sa circuit.

ang mas maliit na resistors ay maaaring idagdag sa serye o parallel upang makakuha ng perpektong mga halaga ng paglaban.

Rseries = r1 + r2

1 / Parehas = 1 / r1 + 1 / r2

Hakbang 6: Mga Resulta Mula sa Bawat Hakbang

Ang output mula sa load cell ay napakaliit at kailangang palakasin.

Ang maliit na output ay nangangahulugang ang system ay madaling kapitan ng pagkagambala.

Ang aming system ay dinisenyo sa paligid ng mga timbang na magagamit namin na 500g, ang paglaban ng makakuha ng amp ay baligtad na proporsyonal sa saklaw ng aming system

Hakbang 7: Mga Resulta ng Arduino

Ang ugnayan sa mga resulta na ito ay linear at nagbibigay sa amin ng isang pormula upang makahanap ng isang halagang y (DU mula sa Arduino) para sa isang naibigay na x halaga (input weight).

Ang formula na ito at ang output ay ibibigay sa arduino upang makalkula ang output ng timbang para sa load cell.

Ang amplifier ay mayroong isang offset na 300DU, maaari itong alisin sa pamamagitan ng pagpasok ng isang balanseng tulay ng trigo bago ang ampliyong cell ng load ay pinalakas. na magbibigay sa circuit na may higit na pagiging sensitibo.

Hakbang 8: Code

Ang code na ginamit sa eksperimentong ito ay nakakabit sa itaas.

Upang magpasya kung aling pin ang dapat gamitin upang mabasa ang timbang:

pinMode (A0, INPUT);

Ang pagiging sensitibo (x-coefficient sa excel) at offset (ang pare-pareho sa excel eqn) ay idineklara:

Sa tuwing nai-set up ang system ang offset ay dapat na-update sa kasalukuyang DU sa 0g

float offset = 309.71; float sensitivity = 1.5262;

ang formula ng excel ay inilalapat sa analog input

at naka-print sa serial monitor

Hakbang 9: Paghahambing sa Pangwakas na Output sa Input

Ang huling output na ibinigay mula sa Arduino ay tumpak na kinakalkula ang output timbang.

Average na error ng 1%

Ang error na ito ay sanhi ng iba't ibang DU na nabasa sa parehong timbang kapag ang pagsubok ay paulit-ulit.

Ang sistemang ito ay hindi angkop para gamitin sa aming proyekto dahil sa mga limitasyon sa saklaw ng temperatura.

Ang circuit na ito ay gagana para sa mga timbang hanggang sa 500g, dahil ang 5v ay ang maximum na halaga sa arduino, kung ang pagtutol ng makakuha ay nahati ang sistema ay gagana hanggang sa 1kg.

Ang system ay may malaking offset ngunit tumpak pa rin at napapansin ang mga pagbabago ng 0.4g.