Table des matières:
- Étape 1: À propos de la cellule de charge
- Étape 2: Construire le circuit
- Étape 3: ampli-op différentiel
- Étape 4: gain d'ampli
- Étape 5: Dépannage
- Étape 6: Résultats de chaque étape
- Étape 7: Résultats Arduino
- Étape 8: Coder
- Étape 9: Comparer la sortie finale à l'entrée
Vidéo: Mesurer le poids avec une cellule de charge : 9 étapes
2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06
Cet article expliquera comment configurer, dépanner et réorganiser un circuit pour mesurer des poids inférieurs à 1 kg.
Un ARD2-2151 coûte 9,50 € et peut être acheté chez:
www.wiltronics.com.au/product/9279/load-ce…
Ce qui a été utilisé:
-Une cellule de charge de 1Kg (ARD2-2151)
-deux amplificateurs op
-Un Arduino
Étape 1: À propos de la cellule de charge
A une très petite sortie et doit donc être amplifié avec un amplificateur instrumental (un gain total de 500 a été utilisé pour ce système)
Une source CC de 12 V est utilisée pour alimenter la cellule de charge.
fonctionne à des températures de -20 degrés Celsius à 60 degrés Celsius, ce qui le rend inutilisable pour le projet que nous avions en tête.
Étape 2: Construire le circuit
La cellule de charge a une entrée 12V, et la sortie sera connectée à un amplificateur d'instrumentation pour augmenter la sortie.
La cellule de charge a deux sorties, une sortie négative et une sortie positive, la différence de celles-ci sera proportionnelle au poids.
Les amplificateurs nécessitent une connexion +15V et -15V.
La sortie de l'amplificateur est connectée à un Arduino qui a besoin d'une connexion 5V, où les valeurs analogiques seront lues et redimensionnées à une sortie de poids.
Étape 3: ampli-op différentiel
Un ampli diff est utilisé pour amplifier la différence de la tension positive et négative de la cellule de charge.
le gain est déterminé par R2/R
R doit être d'au moins 50K ohms car l'impédance de sortie de la cellule de charge est de 1k et les deux résistances de 50k donneraient une erreur de 1%, ce qui est exceptionnel
la sortie varie de 0 à 120 mV, c'est trop petit et doit être amplifié davantage, un gain plus important peut être utilisé sur l'ampli diff ou un amplificateur non inverseur peut être ajouté
Étape 4: gain d'ampli
Un ampli non inverseur est utilisé car l'ampli diff ne produit que 120 mV
l'entrée analogique de l'arduino varie de 0 à 5v, notre gain sera donc d'environ 40 pour se rapprocher le plus possible de cette plage, car cela augmenterait la sensibilité de notre système.
le gain est déterminé par R2/R1
Étape 5: Dépannage
L'alimentation 15V de l'ampli-op, 10V de la cellule de charge et 5V de l'Arduino doivent avoir une masse commune.
(toutes les valeurs 0v doivent être connectées ensemble.)
Un voltmètre peut être utilisé pour s'assurer que la tension chute après chaque résistance afin de s'assurer qu'il n'y a pas de court-circuit.
Si les résultats varient et sont incohérents, les fils utilisés peuvent être testés en utilisant le voltmètre pour mesurer la résistance du fil, si la résistance dit "hors ligne", cela signifie qu'il y a une résistance infinie et que le fil a un circuit ouvert et ne peut pas être utilisé. Les fils doivent être inférieurs à 10 ohms.
les résistances ont une tolérance, ce qui signifie qu'elles peuvent avoir une erreur, les valeurs de résistance peuvent être vérifiées avec un voltmètre si la résistance est retirée du circuit.
des résistances plus petites pourraient être ajoutées en série ou en parallèle pour obtenir des valeurs de résistance idéales.
Série R=r1+r2
1/Rparallèle =1/r1 + 1/r2
Étape 6: Résultats de chaque étape
La sortie de la cellule de charge est très faible et doit être amplifiée.
La petite sortie signifie que le système est sujet aux interférences.
Notre système a été conçu autour des poids dont nous disposions, à savoir 500g, la résistance de gain de l'ampli de gain est inversement proportionnelle à la portée de notre système
Étape 7: Résultats Arduino
La relation dans ces résultats est linéaire et nous donne une formule pour trouver une valeur y (DU d'Arduino) pour une valeur x donnée (poids d'entrée).
Cette formule et la sortie seront données à l'arduino pour calculer la sortie de poids pour la cellule de charge.
L'amplificateur a un décalage de 300DU, cela peut être supprimé en insérant un pont de Wheatstone équilibré avant que la tension de la cellule de charge ne soit amplifiée. ce qui donnerait au circuit plus de sensibilité.
Étape 8: Coder
Le code utilisé dans cette expérience est joint ci-dessus.
Pour décider quelle broche doit être utilisée pour lire le poids:
pinMode (A0, ENTREE);
La sensibilité (coefficient x dans excel) et l'offset (la constante dans excel eqn) sont déclarés:
Chaque fois que le système est configuré, l'offset doit être mis à jour avec le DU actuel à 0g
décalage flottant = 309,71; sensibilité flottante = 1,5262;
la formule excel est ensuite appliquée à l'entrée analogique
et imprimé sur le moniteur série
Étape 9: Comparer la sortie finale à l'entrée
La sortie finale donnée par l'Arduino a calculé avec précision le poids de sortie.
Erreur moyenne de 1%
Cette erreur est causée par des DU différents lus avec le même poids lorsque le test est répété.
Ce système n'est pas adapté à une utilisation dans notre projet en raison des limites de la plage de température.
Ce circuit fonctionnerait pour des poids allant jusqu'à 500 g, car 5v est la valeur maximale dans l'arduino, si la résistance de gain est réduite de moitié, le système fonctionnerait jusqu'à 1 kg.
Le système a un grand décalage mais est toujours précis et remarque des changements de 0,4 g.
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