लोड सेल के साथ वजन मापना: 9 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

यह पोस्ट कवर करेगी कि 1 किलो से कम वजन मापने के लिए सर्किट को कैसे सेट अप, समस्या निवारण और पुन: व्यवस्थित किया जाए।

एक ARD2-2151 की कीमत €9.50 है और इसे यहां खरीदा जा सकता है:

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

क्या इस्तेमाल किया गया था:

-ए 1 किलो लोड सेल (ARD2-2151)

-दो सेशन एम्पलीफायर

-एक अरुडिनो

चरण 1: लोड सेल के बारे में

एक बहुत छोटा आउटपुट है और इस प्रकार एक वाद्य एम्पलीफायर के साथ प्रवर्धित करने की आवश्यकता है (इस प्रणाली के लिए कुल 500 का लाभ इस्तेमाल किया गया था)

लोड सेल को पावर देने के लिए 12V के DC स्रोत का उपयोग किया जाता है।

तापमान में -20 डिग्री सेल्सियस से 60 डिग्री सेल्सियस तक संचालित होता है, जिससे यह उस परियोजना के लिए अनुपयोगी हो जाता है जो हमारे दिमाग में थी।

चरण 2: सर्किट का निर्माण

लोड सेल में 12V इनपुट होता है, और आउटपुट को बढ़ाने के लिए आउटपुट को इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर से जोड़ा जाएगा।

लोड सेल में दो आउटपुट होते हैं, एक माइनस और एक पॉजिटिव आउटपुट, इनमें से अंतर वजन के समानुपाती होगा।

एम्पलीफायरों को +15V और -15V कनेक्शन की आवश्यकता होती है।

एम्पलीफायर का आउटपुट एक Arduino से जुड़ा होता है जिसे 5V कनेक्शन की आवश्यकता होती है, जहां एनालॉग मानों को पढ़ा जाएगा और वजन आउटपुट में फिर से बढ़ाया जाएगा।

चरण 3: डिफरेंशियल Op-amp

लोड सेल से प्लस और माइनस वोल्टेज आउटपुट के अंतर को बढ़ाने के लिए एक डिफ amp का उपयोग किया जाता है।

लाभ R2/R. द्वारा निर्धारित किया जाता है

R को कम से कम 50K ओम होना चाहिए क्योंकि लोड सेल का आउटपुट प्रतिबाधा 1k है और दो 50k प्रतिरोधक 1% त्रुटि देंगे जो कि अपवादनीय है

आउटपुट 0 से 120 mV तक होता है, यह बहुत छोटा है और इसे अधिक एम्पीयर करने की आवश्यकता है, एक बड़ा लाभ डिफरेंशियल amp पर इस्तेमाल किया जा सकता है या एक नॉन-इनवर्टिंग एम्पलीफायर जोड़ा जा सकता है

चरण 4: एम्पी प्राप्त करें

एक गैर-इनवर्टिंग amp का उपयोग किया जाता है क्योंकि अंतर amp केवल 120mV आउटपुट करता है

Arduino के लिए एनालॉग इनपुट 0 से 5v तक होता है, इसलिए हमारा लाभ उस सीमा के जितना संभव हो उतना करीब पहुंचने के लिए लगभग 40 होगा क्योंकि इससे हमारे सिस्टम की संवेदनशीलता बढ़ जाएगी।

लाभ R2/R1. द्वारा निर्धारित किया जाता है

चरण 5: समस्या निवारण

op-amp को 15V की आपूर्ति, लोड सेल को 10V और Arduino को 5V की आपूर्ति एक सामान्य आधार होनी चाहिए।

(सभी 0v मानों को एक साथ जोड़ने की आवश्यकता है।)

एक वोल्टमीटर का उपयोग यह सुनिश्चित करने के लिए किया जा सकता है कि प्रत्येक रोकनेवाला के बाद वोल्टेज गिरता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि कोई शॉर्ट सर्किट न हो।

यदि परिणाम भिन्न और असंगत हैं तो तार के प्रतिरोध को मापने के लिए वोल्टमीटर का उपयोग करके उपयोग किए गए तारों का परीक्षण किया जा सकता है, यदि प्रतिरोध "ऑफ़लाइन" कहता है तो इसका मतलब है कि अनंत प्रतिरोध है और तार में एक खुला सर्किट है और इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है। तार 10 ओम से कम होना चाहिए।

प्रतिरोधों में एक सहिष्णुता होती है, जिसका अर्थ है कि उनमें एक त्रुटि हो सकती है, यदि प्रतिरोध को सर्किट से हटा दिया जाता है तो प्रतिरोध मूल्यों को वोल्टमीटर से जांचा जा सकता है।

आदर्श प्रतिरोध मान प्राप्त करने के लिए छोटे प्रतिरोधों को श्रृंखला या समानांतर में जोड़ा जा सकता है।

रुश्रृंखला=r1+r2

1/समानांतर = 1/r1 + 1/r2

चरण 6: प्रत्येक चरण से परिणाम

लोड सेल से आउटपुट बहुत छोटा है और इसे बढ़ाने की आवश्यकता है।

छोटे आउटपुट का मतलब है कि सिस्टम में हस्तक्षेप का खतरा है।

हमारे सिस्टम को हमारे पास उपलब्ध वजन के आसपास डिजाइन किया गया था जो कि 500 ग्राम था, लाभ amp का लाभ प्रतिरोध हमारे सिस्टम की सीमा के विपरीत आनुपातिक है

चरण 7: Arduino परिणाम

इन परिणामों में संबंध रैखिक हैं और हमें दिए गए x मान (इनपुट वजन) के लिए y मान (Arduino से DU) खोजने के लिए एक सूत्र देता है।

लोड सेल के लिए वेट आउटपुट की गणना करने के लिए यह फॉर्मूला और आउटपुट arduino को दिया जाएगा।

एम्पलीफायर में 300DU का ऑफसेट होता है, लोड सेल वोल्टेज को बढ़ाने से पहले एक संतुलित व्हीटस्टोन ब्रिज डालने से इसे हटाया जा सकता है। जो सर्किट को अधिक संवेदनशीलता प्रदान करेगा।

चरण 8: कोड

इस प्रयोग में प्रयुक्त कोड ऊपर संलग्न है।

यह तय करने के लिए कि वजन पढ़ने के लिए किस पिन का उपयोग किया जाना चाहिए:

पिनमोड (ए0, इनपुट);

संवेदनशीलता (एक्स-गुणांक एक्सेल में) और ऑफसेट (एक्सेल eqn में स्थिर) घोषित किए गए हैं:

हर बार सिस्टम सेट होने पर ऑफ़सेट को वर्तमान DU में 0g. पर अपडेट किया जाना चाहिए

फ्लोट ऑफ़सेट = ३०९.७१;फ्लोट संवेदनशीलता=१.५२६२;

एक्सेल फॉर्मूला तब एनालॉग इनपुट पर लागू होता है

और सीरियल मॉनीटर पर प्रिंट किया गया

चरण 9: अंतिम आउटपुट की तुलना इनपुट से करना

Arduino से दिए गए अंतिम आउटपुट ने आउटपुट वजन की सही गणना की।

1% की औसत त्रुटि

यह त्रुटि अलग-अलग डीयू के एक ही वजन पर पढ़ने के कारण होती है जब परीक्षण दोहराया जाता है।

तापमान सीमा सीमाओं के कारण यह प्रणाली हमारी परियोजना में उपयोग करने के लिए उपयुक्त नहीं है।

यह सर्किट 500 ग्राम तक के वजन के लिए काम करेगा, क्योंकि 5v आर्डिनो में अधिकतम मूल्य है, अगर लाभ प्रतिरोध को आधा कर दिया जाता है तो सिस्टम 1 किग्रा तक काम करेगा।

सिस्टम में एक बड़ा ऑफसेट है लेकिन अभी भी सटीक है और 0.4g के परिवर्तनों को नोटिस करता है।