اندازه گیری وزن با سلول بار: 9 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

این پست نحوه تنظیم ، عیب یابی و ترتیب مجدد یک مدار برای اندازه گیری وزنهای زیر 1 کیلوگرم را پوشش می دهد.

ARD2-2151 هزینه 9.50 یورو دارد و می توان آن را در:

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

آنچه استفاده شد:

سلول بار 1 کیلوگرم (ARD2-2151)

-دو تقویت کننده op

-آردوینو

مرحله 1: درباره سلول بار

خروجی بسیار کمی دارد و بنابراین باید با تقویت کننده دستگاه تقویت شود (مجموع افزایش 500 برای این سیستم استفاده شد)

برای تغذیه لودسل از منبع DC 12 ولت استفاده می شود.

در دمای 20- درجه سانتیگراد تا 60 درجه سانتیگراد عمل می کند و این برای پروژه ای که در نظر داشتیم غیر قابل استفاده است.

مرحله 2: ساختن مدار

لودسل دارای ورودی 12 ولت است و خروجی به یک تقویت کننده ابزار متصل می شود تا خروجی را افزایش دهد.

لودسل دارای دو خروجی منفی و خروجی مثبت است که تفاوت آنها متناسب با وزن خواهد بود.

تقویت کننده ها نیاز به اتصال +15V و -15V دارند.

خروجی تقویت کننده به یک آردوینو متصل است که نیاز به اتصال 5 ولت دارد ، در آنجا مقادیر آنالوگ خوانده شده و مجدداً به خروجی وزن تغییر می کند.

مرحله 3: افتراقی Op-amp

از آمپلی فایر برای تقویت تفاوت ولتاژ مثبت و منهای خروجی از لودسل استفاده می شود.

سود توسط R2/R تعیین می شود

R باید حداقل 50 کیلو اهم باشد زیرا امپدانس خروجی سلول بار 1k است و دو مقاومت 50k خطای 1 give می دهند که قابل استثنا است

محدوده خروجی از 0 تا 120 میلی ولت است که بسیار کوچک است و نیاز به آمپر بیشتری دارد ، می توان از افزایش بزرگتر بر روی آمپر دیفی یا تقویت کننده غیرقابل تبدیل استفاده کرد

مرحله 4: آمپر را بدست آورید

از آمپر غیر معکوس استفاده می شود زیرا آمپر دیفرانسیل فقط 120mV خروجی دارد

ورودی آنالوگ به آردوینو از 0 تا 5 ولت متغیر است ، بنابراین سود ما در حدود 40 خواهد بود تا آنجا که ممکن است به آن محدوده نزدیک شویم زیرا این امر حساسیت سیستم ما را افزایش می دهد.

سود توسط R2/R1 تعیین می شود

مرحله 5: عیب یابی

منبع تغذیه 15 ولت به op-amp ، 10 ولت به سلول بار و 5 ولت به آردوینو باید زمینه مشترکی داشته باشد.

(همه مقادیر 0v باید به هم متصل شوند.)

می توان از ولت متر برای اطمینان از افت ولتاژ بعد از هر مقاومت استفاده کرد تا از عدم اتصال کوتاه اطمینان حاصل شود.

اگر نتایج متغیر است و ناسازگار است ، سیم های مورد استفاده را می توان با استفاده از ولت متر برای اندازه گیری مقاومت سیم آزمایش کرد ، اگر مقاومت می گوید "آفلاین" به این معنی است که مقاومت بی نهایت وجود دارد و سیم دارای مدار باز است و نمی توان از آن استفاده کرد. سیم ها باید کمتر از 10 اهم باشند.

مقاومت ها دارای تحمل هستند ، به این معنی که ممکن است خطایی داشته باشند ، اگر مقاومت از مدار خارج شود ، می توان مقادیر مقاومت را با ولت متر اندازه گیری کرد.

مقاومتهای کوچکتر را می توان به صورت سری یا موازی برای بدست آوردن مقادیر مقاومت ایده آل اضافه کرد.

سری = r1+r2

1/موازی = 1/r1 + 1/r2

مرحله 6: نتایج حاصل از هر مرحله

خروجی از لودسل بسیار کم است و باید تقویت شود.

خروجی کوچک به این معنی است که سیستم مستعد تداخل است.

سیستم ما در مورد وزنه های موجود که 500 گرم بود طراحی شد ،

مقاومت افزایش آمپر آمپر با جهت سیستم ما متناسب است

مرحله 7: نتایج آردوینو

رابطه در این نتایج خطی است و به ما فرمول می دهد که مقدار y (DU از آردوینو) را برای مقدار x (وزن ورودی) پیدا کنیم.

این فرمول و خروجی به آردوینو داده می شود تا وزن خروجی لودسل را محاسبه کند.

این تقویت کننده دارای جابجایی 300DU است ، این می تواند با قرار دادن یک پل متعادل از سنگ گندم قبل از تقویت ولتاژ لودسل حذف شود. که حساسیت بیشتری به مدار می بخشد.

مرحله 8: کد

کد مورد استفاده در این آزمایش در بالا پیوست شده است.

برای تصمیم گیری که کدام پین باید برای خواندن وزن استفاده شود:

pinMode (A0 ، INPUT) ؛

حساسیت (ضریب x در اکسل) و افست (ثابت در eqn اکسل) اعلام می شود:

هر بار که سیستم راه اندازی می شود ، آفست باید به DU فعلی در 0g به روز شود

شناور افست = 309.71 ؛ حساسیت شناور = 1.5262 ؛

سپس فرمول excel روی ورودی آنالوگ اعمال می شود

و روی مانیتور سریال چاپ می شود

مرحله 9: مقایسه خروجی نهایی با ورودی

خروجی نهایی داده شده از آردوینو وزن خروجی را به طور دقیق محاسبه کرد.

خطای متوسط 1٪

این خطا ناشی از خواندن DU متفاوت در یک وزن هنگام تکرار آزمایش است.

این سیستم به دلیل محدودیت محدوده دما برای استفاده در پروژه ما مناسب نیست.

این مدار برای وزنهای حداکثر 500 گرم کار می کند ، زیرا حداکثر مقدار 5v در آردوینو است ، اگر مقاومت به نصف برسد ، سیستم تا 1 کیلوگرم کار می کند.

این سیستم دارای یک افست بزرگ است اما هنوز دقیق است و تغییرات 0.4g را متوجه می شود.