Выбор железа для проекта (тензометрические датчики)

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Добрый день. Сразу скажу, что с ардуино ни разу не сталкивался и практически ничего о нем не знаю, но узнаю обязаельно. На данный момент передо мной встала дилемма: нужно подобрать и заказать оборудование для моего небольшого проекта. Итак задача:

Необходимо снимать показания с тензометрических датчиков (датчики с напольных весов). При чем, нужно снимать показания сразу с двух мест. Датчики скорее всего 3х проводные. Предполагается наличие арудино нано и платы hx711. Внимание вопрос: Возможно ли с одной ардуино и одной платой hx711 снимать показания с двух мостов (на напольных весах 4 датчика - 4 полумоста, я так понимаю, с них можно сделать 2 моста либо один, как в схеме весов)? Прошу наставить меня на путь истинный. Спасибо.

Radjah
Offline
Зарегистрирован: 06.08.2014

Поставить цифровой тензопреобразователь какой-нибудь и читать показания с него. Только вот стоит он в районе 5 тыр где-то.

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Я понимаю, что потратив около 5-10 тыр я решу свою проблему. Но у меня в наличии только тензодатчики с напольных весов, а весь бюджет сей затеи укладывается в тысячу (или не укладывается, в зависимости от возможности ее осуществления)

Okmor
Okmor аватар
Offline
Зарегистрирован: 16.10.2015

lawashnik пишет:
 Возможно ли с одной ардуино и одной платой hx711 снимать показания с двух мостов (на напольных весах 4 датчика - 4 полумоста, я так понимаю, с них можно сделать 2 моста либо один, как в схеме весов)? Прошу наставить меня на путь истинный. Спасибо.

Объединять датчики можно. В домашних условиях можно объединить два или три датчика. С четырьмя датчиками уже могут возникнуть проблемы. В четырехдатчиковом варианте нужно использовать плату согласования с подстроечными резисторами или крепить их на не жоской основе.

Искать мою проблему в ГУГЛЕ

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Вы меня не поняли. Читайте внимательно пожалуйста. У моих тензодатчиков 3 провода. И соединение их для подключения у меня имеется. Вопрос в другом. Схема соединения моих датчиков:

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

Себе аналогичное хочу сделать. Смотрел мельком даташит на hx711. Не может она 2 моста раздельно читать. На каждый мост свою 711-ю, а в ардуине уже смотреть, что и куда.

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Понятно. Тогда задача немного меняется. Если есть 2 hx711 и одна ардуино нано. Если такая схема возможна, прошу помощи с ее осуществлением.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

 

lawashnik пишет:

Вы меня не поняли. ... У моих тензодатчиков 3 провода. И соединение их для подключения у меня имеется. Вопрос в другом. Схема соединения моих датчиков:

 

Очень непонятная схема т.е. хотелось бы узнать устройство самих датчиков. С мостовой схемой все просто, а вот советовать чего-либо к трехпроводной схеме сложно. Если это просто делитель сопротивление-тензоэлемент, то имеет значение распределение нагрузки. В общем информации не достаточно, чтобы помочь.

По даташиту HX711  может работать с 2 мостами , канал А и В соответственно.

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

Гриша пишет:

 Очень непонятная схема т.е. хотелось бы узнать устройство самих датчиков. С мостовой схемой все просто, а вот советовать чего-либо к трехпроводной схеме сложно. Если это просто делитель сопротивление-тензоэлемент, то имеет значение распределение нагрузки. В общем информации не достаточно, чтобы помочь.

По даташиту HX711  может работать с 2 мостами , канал А и В соответственно.

Каждый датчик - это полумост, т.е. 2 тензорезистора со средней точкой.

Канал В не самостоятелен, а мультиплицируется с каналом А. Это не два отдельных канала.

 

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

lawashnik пишет:

Понятно. Тогда задача немного меняется. Если есть 2 hx711 и одна ардуино нано. Если такая схема возможна, прошу помощи с ее осуществлением.

Схема-то не проблема, проблема с отсутствием времени :) И ТЗ надо уточнить.  Что измеряем, что делаем с результатами измерений, куда и в каком виде выводим.

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

UriUri пишет:

Канал В не самостоятелен, а мультиплицируется с каналом А. Это не два отдельных канала.

точно... Channel B has a fixed gain of 32... проглядел это, а мультиплексирование:

Input and gain selection is controlled by the number of the input PD_SCK pulses (Table 3). …

Там, по таблице, указываешь какой канал считывать т.е. А или В … при этом для А усиление 128 или 64, а для В только 32. Так что можно слушать 2 канала по очереди…

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

Вот здесь есть скетч для HX711. Но на один канал.

http://arduino.ru/forum/proekty/napolnye-vesy-s-otsylkoi-dannykh#comment...

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

lawashnik пишет:

Понятно. Тогда задача немного меняется. Если есть 2 hx711 и одна ардуино нано. Если такая схема возможна, прошу помощи с ее осуществлением.

По причинам озвученным в посте 10, одна плата  hx711 скорее всего не подойдет. Далее 2 варианта. В первом собираем мост из одного датчика и 2 сопротивления (с хорошим ТКС, не хуже 1% точность) – вариант не самый хороший, усиление сигнала плохое. Второй вариант,  собираем мост из 2 датчиков включая их встречно. Из пост 4 это будет соединить выходы 1 и 3 пары датчиков, четыре образованных точки будут мостом – одним рабочим элементом. ТКС такого способа намного лучше. Если использовать оба элемента (нагружая) в одной точке,  усиление будет лучше, но можно использовать 1 элемент в работе, а второй просто положить рядом.

По схеме весов, датчики формируют сигнал в 4 раза больше, чем каждого по отдельности – учтите это при расчетах.

в посте 11, как я понял, пример использования

где для чтения данных использовано 2 ноги, соответственно, назначив еще 2 ноги можно поочереди опрашивать датчики

HX711 scale(A1, A0);         // A1 - DOUT , A0 - SCK

С учетом такого включения, где усиления может не хватить, я бы посмотрел на INA128 там усиление можно около 1000 получить и минимальный обвес. Ориентируйтесь по своему ТЗ

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Спасибо за полный ответ. Прислушаюсь к вам. 

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Чтобы не плодить темы, спрошу здесь. Теперь передо мной встала задача отслеживания линейных перемещений, но посмотрев на цены датчиков подумал, что сам не справлюсь. Перемещения в пределах до 1 мм. Товарищи, подскажите глупому и наивному, как можно это осуществить? Кто-нибудь знает как сделать датчик перемещения, или может модули какие есть для ардуины? Точность желательна до 0.01 мм.

Возможно ли применение тензодатчиков из тех же весов для этих целей?

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

lawashnik пишет:

Чтобы не плодить темы, спрошу здесь. Теперь передо мной встала задача отслеживания линейных перемещений, но посмотрев на цены датчиков подумал, что сам не справлюсь. Перемещения в пределах до 1 мм. Товарищи, подскажите глупому и наивному, как можно это осуществить? Кто-нибудь знает как сделать датчик перемещения, или может модули какие есть для ардуины? Точность желательна до 0.01 мм.

Возможно ли применение тензодатчиков из тех же весов для этих целей?

о таких модулях не слышал, самое первое, что приходит на ум, это лазерный дальномер, но не обычный, а специальный. Не помню точность таких дальномеров - несколько (возможно, одна) длин волн лазера. Не слышал об их использовании в промышленности, только в науке. Думаю, что найти будет не просто. Возможно, что-то можно придумать с ПЗС линейкой - очень продвинутая физика - оптика, сомневаюсь, что на форуме кто-то такое сможет рассчитать.

По поводу тензодатчика – тоже много физики, но можете попробовать, вот только как его крепить и как учесть деформацию материала, температурное расширение и прочее…

Что-то больно много науки для этого дела - ардуино тут на самом последнем плане, ведь это просто контроллер.

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

lawashnik пишет:

Чтобы не плодить темы, спрошу здесь. Теперь передо мной встала задача отслеживания линейных перемещений, но посмотрев на цены датчиков подумал, что сам не справлюсь. Перемещения в пределах до 1 мм. Товарищи, подскажите глупому и наивному, как можно это осуществить? Кто-нибудь знает как сделать датчик перемещения, или может модули какие есть для ардуины? Точность желательна до 0.01 мм.

Простейшие датчики в этом случае - емкостные или индуктивные, меняющие частоту генератора, которая сравнивается с частотой опорного кварцованного. Точность обеспечивается, а погрешность будет зависеть от степени термокомпенсации элементов схемы.

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

взять цифровой штангельциркуль и подключится к нему ардуиной))

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

UriUri пишет:

lawashnik пишет:

Чтобы не плодить темы, спрошу здесь. Теперь передо мной встала задача отслеживания линейных перемещений, но посмотрев на цены датчиков подумал, что сам не справлюсь. Перемещения в пределах до 1 мм. Товарищи, подскажите глупому и наивному, как можно это осуществить? Кто-нибудь знает как сделать датчик перемещения, или может модули какие есть для ардуины? Точность желательна до 0.01 мм.

Простейшие датчики в этом случае - емкостные или индуктивные, меняющие частоту генератора, которая сравнивается с частотой опорного кварцованного. Точность обеспечивается, а погрешность будет зависеть от степени термокомпенсации элементов схемы.

если не сложно, пример, мне чисто для общего развития...

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

Гриша пишет:

если не сложно, пример, мне чисто для общего развития...

Здесь http://www.eti.su/articles/promishlennaya-avtomatika/promishlennaya-avtomatika_497.html

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

Со штангелем идея замечательная, возьму на вооружение. По крайне мере стоимость не 10к+, а всего, благодаря нашим китайским друзьям, порядка 800 отечественных. Спасибо

Гриша
Offline
Зарегистрирован: 27.04.2014

lawashnik пишет:

Со штангелем идея замечательная, возьму на вооружение. По крайне мере стоимость не 10к+, а всего, благодаря нашим китайским друзьям, порядка 800 отечественных. Спасибо

пост 19, тоже идея не плохая, очень даже может быть пригодной, если параметры датчика правильно подобрать...

lawashnik
Offline
Зарегистрирован: 12.02.2016

И точно. Ведь здесь вообще бесплатно получается) По той ссылке мне подходит именно первая схема и изменяемым воздушным зазором. Только вот не пойму, мы индуктивность мерим получается? Получается нужна дополнительная схема подключения к ардуино, или я ошибаюсь?

 

jeka_tm
jeka_tm аватар
Offline
Зарегистрирован: 19.05.2013

интересный вариант, схемотехника интересно какая будет

UriUri
Offline
Зарегистрирован: 05.12.2015

lawashnik пишет:

И точно. Ведь здесь вообще бесплатно получается) По той ссылке мне подходит именно первая схема и изменяемым воздушным зазором. Только вот не пойму, мы индуктивность мерим получается? Получается нужна дополнительная схема подключения к ардуино, или я ошибаюсь?

Цитата:

Дифференциальный индуктивный датчик

Он содержит два статора с катушками индуктивности L1 и L2 и один общий якорь. При перемещении якоря индуктивность одной катушки увеличивается, другой — уменьшается. Катушки индуктивности включаются или в дифференциальную измерительную схему, или как смежные плечи в мостовую измерительную схему.Дифференциальные индуктивные датчики по сравнению с однотактными имеют более высокую точность преобразования и чувствительность. Статическая характеристика этих датчиков линейная и реверсивная.

А вот здесь ещё вариант дифференциального линейного 

http://ustroistvo-avtomobilya.ru/teoriya/linejny-j-differentsial-ny-j-transformator/

Измеряем не индуктивность, а амплитуду напряжения. Выпрямляем фазовым детектором и подаем на АЦП ардуины. Или на АЦП покруче, если нужно разрешение повыше.