Mengukur Berat Dengan Sel Beban: 9 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Posting ini akan membahas cara mengatur, memecahkan masalah, dan mengatur ulang sirkuit untuk mengukur berat di bawah 1kg.

ARD2-2151 berharga €9,50 dan dapat dibeli di:

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

Apa yang digunakan:

-Sebuah Sel Beban 1Kg (ARD2-2151)

-dua amplifier op

-Sebuah Arduino

Langkah 1: Tentang Sel Beban

Memiliki output yang sangat kecil dan karenanya perlu diperkuat dengan amplifier instrumental (total gain 500 digunakan untuk sistem ini)

Sumber DC 12V digunakan untuk memberi daya pada sel beban.

beroperasi pada suhu dari -20 derajat Celcius hingga 60 derajat Celcius, sehingga tidak dapat digunakan untuk proyek yang kami pikirkan.

Langkah 2: Membangun Sirkuit

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

Sel beban memiliki dua keluaran, keluaran minus dan keluaran positif, perbedaan ini akan sebanding dengan beratnya.

Amplifier membutuhkan koneksi +15V dan -15V.

Output dari amplifier terhubung ke Arduino yang membutuhkan koneksi 5V, di mana nilai analog akan dibaca dan diskalakan kembali ke output bobot.

Langkah 3: Op-amp Diferensial

Sebuah diff amp digunakan untuk memperkuat perbedaan output tegangan plus dan minus dari sel beban.

gain ditentukan oleh R2/R

R harus minimal 50K ohm karena impedansi keluaran dari sel beban adalah 1k dan dua resistor 50k akan memberikan kesalahan 1% yang dapat dikecualikan

output berkisar dari 0 hingga 120 mV ini terlalu kecil dan perlu lebih banyak amped, gain yang lebih besar dapat digunakan pada diff amp atau penguat noninverting dapat ditambahkan

Langkah 4: Dapatkan Amp

Amp non-pembalik digunakan karena diff amp hanya menghasilkan 120mV

input analog ke arduino berkisar dari 0 hingga 5v sehingga gain kami akan menjadi sekitar 40 untuk sedekat mungkin dengan kisaran itu karena itu akan meningkatkan sensitivitas sistem kami.

gain ditentukan oleh R2/R1

Langkah 5: Pemecahan Masalah

Pasokan 15V ke op-amp, 10V ke Load cell dan 5V ke Arduino harus memiliki kesamaan.

(semua nilai 0v harus dihubungkan bersama.)

Sebuah Voltmeter dapat digunakan untuk memastikan bahwa tegangan turun setelah setiap resistor untuk membantu memastikan tidak ada korsleting.

Jika hasilnya bervariasi dan tidak konsisten kabel yang digunakan dapat diuji dengan menggunakan voltmeter untuk mengukur resistansi kabel, jika resistansi mengatakan "offline" berarti ada resistansi tak terbatas dan kabel memiliki rangkaian terbuka dan tidak dapat digunakan. Kabel harus kurang dari 10 ohm.

resistor memiliki toleransi, yang berarti mereka bisa memiliki kesalahan, nilai resistansi dapat diperiksa dengan voltmeter jika resistor dilepas dari rangkaian.

resistor yang lebih kecil dapat ditambahkan secara seri atau paralel untuk mendapatkan nilai resistansi yang ideal.

Deret R=r1+r2

1/Rparalel = 1/r1 + 1/r2

Langkah 6: Hasil Dari Setiap Langkah

Output dari load cell sangat kecil dan perlu diperkuat.

Output kecil berarti sistem rentan terhadap gangguan.

Sistem kami dirancang berdasarkan bobot yang kami miliki yaitu 500g, resistansi gain amp berbanding terbalik dengan jangkauan sistem kami

Langkah 7: Hasil Arduino

Hubungan dalam hasil ini linier dan memberi kita rumus untuk menemukan nilai y (DU dari Arduino) untuk nilai x yang diberikan (bobot input).

Rumus ini dan outputnya akan diberikan ke arduino untuk menghitung output bobot untuk load cell.

Penguat memiliki offset 300DU, ini dapat dihilangkan dengan memasukkan jembatan batu gandum yang seimbang sebelum tegangan sel beban diperkuat. yang akan memberikan sirkuit dengan lebih banyak sensitivitas.

Langkah 8: Kode

Kode yang digunakan dalam percobaan ini terlampir di atas.

Untuk memutuskan pin mana yang harus digunakan untuk membaca berat:

pinMode (A0, INPUT);

Sensitivitas (koefisien x dalam excel) dan offset (konstanta dalam excel eqn) dinyatakan:

Setiap kali sistem diatur, offset harus diperbarui ke DU saat ini pada 0g

float offset = 309,71; sensitivitas float=1,5262;

rumus excel kemudian diterapkan ke input analog

dan dicetak ke monitor serial

Langkah 9: Membandingkan Output Akhir dengan Input

Output akhir yang diberikan dari Arduino secara akurat menghitung bobot output.

Rata-rata kesalahan 1%

Kesalahan ini disebabkan oleh pembacaan DU yang berbeda pada bobot yang sama saat pengujian diulang.

Sistem ini tidak cocok untuk digunakan dalam proyek kami karena batasan kisaran suhu.

Sirkuit ini akan bekerja untuk beban hingga 500g, karena 5v adalah nilai maksimal ke dalam arduino, jika resistansi penguatan dibelah dua, sistem akan bekerja hingga 1kg.

Sistem memiliki offset yang besar tetapi masih akurat dan memperhatikan perubahan 0.4g.