Mengukur Berat Dengan Sel Beban: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Catatan ini akan merangkumi cara mengatur, menyelesaikan masalah, dan menyusun semula litar untuk mengukur berat di bawah 1kg.

ARD2-2151 berharga € 9.50 dan boleh dibeli di:

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

Apa yang digunakan:

- Sel Beban 1Kg (ARD2-2151)

-dua penguat op

-An Arduino

Langkah 1: Mengenai Sel Sel

Mempunyai output yang sangat kecil dan dengan itu perlu diperkuat dengan instrumental amplifier (jumlah keuntungan 500 digunakan untuk sistem ini)

Sumber DC 12V digunakan untuk mengaktifkan sel beban.

beroperasi pada suhu dari -20 darjah Celsius hingga 60 darjah Celsius, menjadikannya tidak dapat digunakan untuk projek yang kita fikirkan.

Langkah 2: Membina Litar

Sel beban mempunyai input 12V, dan output akan dihubungkan ke penguat instrumentasi untuk meningkatkan output.

Sel beban mempunyai dua output, tolak dan output positif, perbezaannya sebanding dengan berat.

Penguat memerlukan sambungan + 15V dan -15V.

Output penguat disambungkan ke Arduino yang memerlukan sambungan 5V, di mana nilai analog akan dibaca dan ditimbang semula menjadi output berat.

Langkah 3: Pembezaan Op-amp

Def amp digunakan untuk menguatkan perbezaan output voltan tambah dan tolak dari sel beban.

keuntungan ditentukan oleh R2 / R

R perlu sekurang-kurangnya 50K ohm kerana impedensi keluaran sel beban adalah 1k dan dua perintang 50k akan memberikan ralat 1% yang dapat dikecualikan

keluarannya berkisar antara 0 hingga 120 mV ini terlalu kecil dan perlu ditingkatkan lagi, keuntungan yang lebih besar dapat digunakan pada diff amp atau penguat yang tidak dapat ditukar dapat ditambahkan

Langkah 4: Dapatkan Amp

Amper bukan pembalik digunakan kerana amp berbeza hanya 120mV

input analog ke arduino berkisar antara 0 hingga 5v sehingga keuntungan kita akan berada di sekitar 40 hingga sedekat mungkin dengan jarak tersebut kerana itu akan meningkatkan kepekaan sistem kita.

keuntungan ditentukan oleh R2 / R1

Langkah 5: Menembak Masalah

Bekalan 15V ke op-amp, 10V ke sel Load dan 5V ke Arduino mesti mempunyai persamaan.

(semua nilai 0v perlu dihubungkan bersama.)

Voltmeter dapat digunakan untuk memastikan voltan turun setelah setiap perintang untuk memastikan tidak ada litar pintas.

Sekiranya hasilnya berbeza-beza dan tidak konsisten wayar yang digunakan dapat diuji dengan menggunakan voltmeter untuk mengukur rintangan wayar, jika rintangan mengatakan "luar talian" itu bermaksud ada rintangan tak terhingga dan wayar mempunyai litar terbuka dan tidak dapat digunakan. Wayar hendaklah kurang dari 10 ohm.

perintang mempunyai toleransi, yang bermaksud mereka mungkin mengalami kesalahan, nilai rintangan dapat diperiksa dengan voltmeter jika perintang dikeluarkan dari litar.

perintang yang lebih kecil dapat ditambahkan secara bersiri atau selari untuk mendapatkan nilai rintangan yang ideal.

Rseries = r1 + r2

1 / Selari = 1 / r1 + 1 / r2

Langkah 6: Hasil Dari Setiap Langkah

Keluaran dari sel beban sangat kecil dan perlu diperkuat.

Output kecil bermaksud sistem terdedah kepada gangguan.

Sistem kami dirancang dengan berat yang kami ada iaitu 500g, rintangan penguatan gain amp berkadar songsang dengan julat sistem kami

Langkah 7: Hasil Arduino

Hubungan dalam hasil ini adalah linier dan memberi kita formula untuk mencari nilai y (DU dari Arduino) untuk nilai x tertentu (berat input).

Rumus dan output ini akan diberikan kepada arduino untuk mengira output berat untuk sel beban.

Penguat mempunyai ofset 300DU, ini dapat dikeluarkan dengan memasukkan jambatan batu gandum yang seimbang sebelum voltan sel beban diperkuat. yang akan memberikan kepekaan kepada litar.

Langkah 8: Kod

Kod yang digunakan dalam eksperimen ini dilampirkan di atas.

Untuk menentukan pin mana yang harus digunakan untuk membaca berat:

pinMode (A0, INPUT);

Sensitiviti (pekali x dalam excel) dan offset (pemalar dalam excel eqn) dinyatakan:

Setiap kali sistem diatur, ofset harus dikemas kini ke DU semasa pada 0g

float offset = 309.71; kepekaan apungan = 1.5262;

formula excel kemudian diterapkan pada input analog

dan dicetak ke monitor bersiri

Langkah 9: Membandingkan Hasil Akhir dengan Input

Hasil akhir yang diberikan dari Arduino mengira berat output dengan tepat.

Kesalahan purata 1%

Kesalahan ini disebabkan oleh bacaan DU yang berbeza pada berat yang sama ketika ujian diulang.

Sistem ini tidak sesuai digunakan dalam projek kami kerana batasan julat suhu.

Litar ini akan berfungsi untuk berat hingga 500g, kerana 5v adalah nilai maksimum ke arduino, jika rintangan kenaikan dikurangi separuh sistem akan berfungsi hingga 1kg.

Sistem ini mempunyai ofset yang besar tetapi masih tepat dan memperhatikan perubahan 0.4g.