Celle di carico pesapersone

Salve gente, ho acquistato una pesapersone a modico prezzo ( 11.90 ? ) per smontare le celle di carico.

Un po' di foto :

Bilancia

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Piedino visto da sotto

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Piedino aperto, ecco la cella di carico

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Le due celle di carico "anteriori"

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Cella rimossa dall'alloggiamento e vista da sotto

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Vedo che ciascuna cella ha 3 fili : nero bianco e rosso, trattasi di un partitore resistivo ? Appena ho un attimo provo a fare delle misure, se nel frattempo qualcuno mi desse qualche suggerimento su come usarle... :)

Per un feeling piu' possibile simile a quello di un circuito freni reale, devo misurare la pressione applicata al pedale del freno di una postazione di guida per PC che sto realizzando.

Ciao, Pier.

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Pier GSi
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Pier GSi ha scritto:

facilmente è un sistema composto da 2 "estensimetri", che in pratica si dovrebbero comportare come 2 R variabili messe in serie, di cui 2 fili sono l'alimentazione e il terzo, la misura (filo posto tra l'unione delle 2 R). prova a misurare la R tra i fili per vedere se trovi queste R (facilmente sono di valore euguale tra loro.....) applicando una forza sopra il sensore una R dovrebbe aumentare e l'altra diminuire (probabilmente variazioni molto piccole......)

se cerchi su qualche catalogo RS,Distrelec,ecc.....dovresti trovare qualcosa che potrebbe andarti bene.............

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emilio

"emilio" ha scritto nel messaggio news:i64t7m$672$ snipped-for-privacy@tdi.cu.mi.it...

Allora, a riposo vedo due resistenze da 1000 ohm in serie :

nero ---\/\/\--- rosso ---/\/\/\--- bianco

una delle due apparentemente non cambia di valore (tra nero e rosso), il valore dell'altra invece (tra rosso e bianco) decresce applicando una forza sul sensore ( schiacciando a mano forte sono arrivato a 996 ohm ).

Ora, avrei pensato di fare una cosa del genere :

Imposto il tutto come un partitore : nero a massa, bianco a +5V ingresso ADC di un atmega su rosso. Vref dell'ADC a +5V, modalità differenziale con guadagno 200x.

In- del canale ADC lo collego ad un riferimento 2.5V, In+ sul rosso della cella di carico.

Altrimenti, come potrei fare per misurare la forza applicata in maniera relativamente semplice ?

Che curva di risposta peso/resistenza mi devo aspettare ? Intanto grazie...

:-)

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Ne sei sicuro? Secondo me gli estremi sono rosso e nero (che dovrai mandare alle alimentazioni) ed il bianco è il centrale da mandare all'A/D.

Hai provato tra nero e bianco? Scommetto che schiacciando arrivi a 1004 ohm.

Quota meglio.

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F. Bertolazzi

Pier GSi ha scritto:

strano....una dovrebbe aumentare e l'altra diminuire. prova a ricontrollare

sul riferimento a 2.5V mettici un trimmer, per poter azzerare il valore (variare i 2.5V di +/- 100mV dovrebbe essere sufficente)

devi fare una taratura con dei pesi noti........e leggere i mV che escono

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emilio

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@40tude.net...

Confermo che è come scritto in precedenza

Tra nero e bianco 2000 ohm a riposo, tra rosso e nero a riposo 1000 e, schiacciando *molto*, effettivamente vedo 1001.

Di certo a parità di forza la variazione non è uguale a quella dell'altro ramo...

OPS, ero di fretta e pensavo di aver cancellato quella parte di messaggio :).

Ciao, Pier

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Pier GSi

"emilio" ha scritto nel messaggio news:i65bbv$ktb$ snipped-for-privacy@tdi.cu.mi.it...

Vedi risposta a Bertolazzi...

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Ok, allora l'output è il rosso.

Scusa, non avevo guardato le ottime foto che hai postato. Evidentemente ci sono due estensimetri, probabilmente ortogonali tra loro, visto che il pezzo di metallo in quel punto verrà sia flesso che torto dal peso.

Presta attenzione a come sono collegate le 4 celle: i fili bianchi e neri dovrebbero essere in parallelo. Se i fili rossi sono collegati a coppie sei a posto, ma temo che non sarà così.

Dato che però non credo ti serva una gran precisione, forse potresti comunque collegare *due* celle di carico in parallelo e mandarne i fili rossi alle entrate differenziali dell'A/D. Una ti servirà per misurare la pressione del piede, l'altra dovrai lasciarla libera per fungere da compensazione termica.

Gli estensimetri, lo dice la parola stessa, misurano l'estensione, ma non possono discriminare se questa sia dovuta ad una forza applicata al pezzo di ferro o alla sua dilatazione termica.

La cosa migliore, forse e se meccanicamente possibile, sarebbe montarle "faccia a faccia" in modo da migliorare l'accoppiamento termico e raddoppiare l'entità del segnale.

Prova un po'... :-)

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F. Bertolazzi

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@40tude.net...

Ecco, può essere..

Sono collegate cosi', sinceramente non son riuscito a capire :

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MM...sarà l'ora tarda ma non ho capito. Io pensavo di prendere lo zero ogni volta che accendo, in assenza di carico applicato. Certo che eventuali variazioni di temperatura durante il funzionamento , forse, potrebbero introdurre errori troppo grossolani... Da ignorante, pensavo che la resistenza fissa in serie non fosse un estensimetro ortogonale ma appunto un qualcosa per la compensazione termica, cioe' che , a carico zero, al variare della temperatura entrambe le R assumessero valore differente ma uguali tra loro. In questo modo, il partitore in assenza di carico darebbe sempre metà della tensione applicata.

Si puo' fare ma sarebbe un po' un casino meccanicamente perche' avrei non una superficie piana ed una "punta" ma due "punte", avevo pensato di montarle come indicato sotto per raddoppiare il fondoscala (visto che la portata è 150 kg e ce ne sono 4, suppongo che ciascuna possa arrivare a 37.5 kg, mettendone due in parallelo = 75 kg fs).

cella 1 cella 2 ^ ^

------------------- < lamiera grossa che si appoggia ad entrambe ^ | ^ spinta

Stavo pensando anche ad un'altra cosa : ok leggere le celle con l'atmega, pero' a me alla fin fine serve una tensione 0-5V in funzione di quanto il pedale è premuto :D

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Le 4 celle di quelle bilance sono collegate a ponte di winstone per eliminare il rumore e appunto le dilatazioni termiche dei metalli.

I segnali che puoi ricavare sono debolissimi e ci vuole un convertitore A/D molto buono .

Per il tuo lavoro ti consiglio di lasciar perdere , magari un pedale con una molla e un potenzionetro collegato al tutto e' la cosa migliore che ti semplifica la vita.

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apochina

Pier GSi:

Interessante! Dai nomi dei terminali (E credo proprio stia per excitation) si capisce che è il solito ponte di Wheatstone in cui ogni resistenza è composta da due estensimetri in serie. Se chiamiamo RB gli estensimetri collegati da un filo bianco e RN quelli collegati da un filo nero, infatti, avremo un ponte fatto così:

E RB RN S+ S- RN RB GND

In effetti, per i tuoi scopi, potrebbe bastare. Salvo tu non abbia i piedi troppo caldi. :D

Il punto è un altro: giustamente, nel tuo post iniziale, parli di riferimeto a 2,5 V. Come lo fai? In qualunque modo tu lo faccia avrai comunque qualcosa con una sua deriva termica che sarà condizionata dalla temperatura locale e che influirà sulla lettura in modo indistinguibile dal segnale di un paio di millivolt che vorresti rilevare.

Perciò, se hai bisogno di soli due "pedali", ti consiglio di usare coppie di celle montate vicine, termicamente parlando.

Come hai visto non è così.

Non credo proprio: se metti tutto il peso su di un solo angolo della bilancia vedrai che la misura sarà abbastanza corretta, quindi ogni cella ha un carico massimo di 150 kg. Anche perché sennò si rompe...

In questo modo avresti la stessa variazione su entrambe le celle e la lettura si annullerebbe. Dicevo proprio di sovrapporle, con gli estensimetri all'esterno e applicando la forza tra il punto centrale e la circonferenza esterna, esattamente come ora. In questo modo la deformazione di una cella sarà uguale e contraria a quella dell'altra.

Oppure sì, se ti è più comodo puoi usare la configurazione che hai disegnato, con l'accortezza di mettere le due celle l'una al contrario dell'altra. Ma, se poi schiacci più da una parte che dall'altra avrai dei risultati balenghi.

Forse potresti anche usare due sole celle per due pedali collegando i fili bianchi all'alimentazione, quelli neri a massa e l rossi all'ingresso differenziale. In questo modo quando non tocchi i pedali avrai una lettura a metà scala, premendo un pedale una lettura nella metà superiore della scala e premendo l'altro una lettura con valori inferiori.

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F. Bertolazzi

"apochina" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@g17g2000yqe.googlegroups.com...

Ora, leggendo il post sotto, ho capito :)

Che siano debolissimi lo avevo capito, intendo comunque fare qualche prova..

E' gia' cosi' e volevo fare una cosa migliore perche' la sensazione data dalla molla e' orribile, tutto qui.

C'e' chi usa una pompa vera collegata ad un trasduttore di pressione, volevo evitare la complicazione :) .

Ciao, Pier.

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Pier GSi

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news:1rwnwoy7bcrar$. snipped-for-privacy@40tude.net...

Ecco, cosi' mi e' gia' piu' chiaro :)

Si, vero.

Un pedale :)

Si', questa e' indubbiamente la cosa piu' logica, vista l'economicità del prodotto ho fatto la peggiore ipotesi possibile...

Ok, ma elettricamente che differenza fa una deformazione uguale e contraria o uguale e nello stesso verso ? Avro' in ogni caso due valori resistivi che dimuiscono all'aumentare della pressione.

Io comunque le vorrei mettere affiancate con la forza applicata in mezzo solo per raddoppiare la portata, se secondo te ciascuna regge 150 kg (ma anche se ne tenesse la metà andrebbe bene) allora ne basta una (o due una sopra l'altra, comunque non affiancate) e meccanicamente il tutto mi diventa piu' semplice.

Aspetta, c'e' un freno e basta, acceleratore e frizione vanno benissimo con molla e potenziometro perche' il segnale deve essere proporzionale allo spostamento e non alla pressione, al contrario del freno.

L'alternativa sarebbe un sistema idraulico composto da cilindro + trasduttore di pressione

esempio :

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:))

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Ok, quindi hai comunque trasduttori a sufficienza.

Se attacchi i fili bianchi all'alimentazione e i neri a massa avrai due tensioni attorno ai 2,5V. Se entrambe crescono con l'aumentare della pressione, la loro differenza rimarrà quasi nulla e ciò è quanto misurerai: zero o quasi.

Essendo gli estensimetri asimmetrici non credo che tu possa cavartela semplicemente mandando all'alimentazione un bianco e un nero e a massa l'altro bianco e l'altro nero. Ma puoi certo provare, non si rompe nulla.

Quanto allla stabilità termica, dimenticavo di farti notare che, se alimenti il tutto a 5V, passeranno 2,5 mA per ogni coppia di estensimetri, che quindi scalderanno il pezzo di ferro con 12,5 mW di calore. Una quantità piccola, ma non trascurabile.

Certo hai il vantaggio che puoi ricalibrare periodicamente per inseguire la deriva termica che si andrà accumulando, ma, visto che hai trasduttori che ti avanzano...

Malati.

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F. Bertolazzi

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news:z04efk3qwy64$.iqvwj5u2z4bx$. snipped-for-privacy@40tude.net...

Si, fin qui ci arrivo :)

Ok, ma avevi proposto tu di mettere le celle una sopra l'altra...

OK, e facendo una cosa del genere ( semplice semplice, del resto non ho neanche grandi pretese riguardo alla precisione ) ?

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Cella per correzione deriva è una cella che metterei vicino senza applicare su di essa nessuna forza, solo per la correzione termica.

Se non ho fatto male i conti, con 996 ohm ed ingresso moltiplicato 200x dovrei leggere "204 bit in piu'" rispetto alla condizione di nessun carico...

Un po' si' :P

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Esattamente, e nel solo modo in cui penso tu possa metterle, ovvero con gli estensimetri verso l'esterno del sandwich, che quindi che vengono deformati in direzione opposta.

Non riesco ad immaginare che vantaggio potresti avere, oltre, come dice Piccio, a movimentare il mercato delle resistenze. Come svantaggio c'è, oltre ad avere, stando alle tue misure, una lettura ridotta di un terzo, che il coefficiente termico e forse anche la temperatura delle due resistenze che vuoi aggiungere sarnno senz'altro diversi.

Esattamente. Non vedo però perché non vuoi mandare i fili rossi all'AVR, i bianchi a massa e i neri all'alimentazione.

Boh, a occhio potrebbe essere così.

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F. Bertolazzi

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@40tude.net...

Si, è il modo piu' comodo anche se meccanicamente sarebbe meglio averne una sola per il fatto che potrei fissare la base ad una piastra e premere sul "pulsante" fatto a soffietto.

Ho comunque riletto un tuo messaggio precedente relativo al mio voler mettere "in parallelo meccanico" le celle :

"In questo modo avresti la stessa variazione su entrambe le celle e la lettura si annullerebbe. Dicevo proprio di sovrapporle, con gli estensimetri all'esterno e applicando la forza tra il punto centrale e la circonferenza esterna, esattamente come ora. In questo modo la deformazione di una cella sarà uguale e contraria a quella dell'altra."

Continuo a non capire : se le metto affiancate comprimendole con la stessa forza applicata a metà strada :P (mettiamo 20 kg) avro' una lettura pari a

10kg su una e 10kg sull'altra, se le metto sovrapposte leggero' 20kg e 20kg, pero' le letture sono uguali in entrambi i casi, solo dimezzate nel valore nel caso del parallelo.

Inoltre, se io le sovrappongo cosi' :

|-|-

o cosi'

-||-

elettricamente cosa cambia ? Nulla...

Si, vero..è solo che il secondo ramo (quello nero/rosso), mi da' l'idea che applicando una forza non perfettamente in asse mi "sballi" (in una maniera che non so determinare) la lettura. Certo che la considerazione sulla resistenza è vera (1% su 1000 ohm è un'infinita' in questa applicazione, e non è detto che il coefficiente termico sia uguale anche montandole a contatto), quindi per entrambe le celle bianco a massa e nero a +5V, con i rossi entro negli input differenziali del convertitore e vediamo che succede. Ah, volendo potrei anche prendere lo zero ogni volta che il pedale viene rilasciato, basterebbe mettere uno switch od un potenziometro per la posizione...

Prima però devo finire le modifiche alla parte meccanica della pedaliera perchè, per fare le opportune valutazioni sulla sensazione di forza rapportata ai bit di variazione,voglio che a premere sia il piede :P

Ok, faro' cosi' allora :)

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Certamente no. Leggerai 10 + 10 anche in questo caso.

No, che tu le metta affiancate o sovrapposte non cambia nulla, a parte che, se le metti affiancate, la forza potrebbe essere distribuita asimmetricamente.

Cambia tutto. Nel primo caso avrai una lettura sempre intorno allo zero, dato che su

*entrambi* i fili rossi avrai una tensione poco superiore ai 2,5V. Nel secondo caso su di un filo avrai una tensione lievemente superiore e sull'altro una lievemente inferiore.

Forse il problema è che non hai capito come funzionano gli estensimetri e/o le celle di carico.

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F. Bertolazzi

"F. Bertolazzi" ha scritto nel messaggio news: snipped-for-privacy@40tude.net...

Ora che hai confermato sono ancora piu' perplesso, quindi cerco di fare degli esempi :

Sovrapponiamo due bilance elettroniche (a cella di carico :D), dopo aver appoggiato quella sopra sul piatto di quella sotto azzeriamo le tare, a questo punto segneranno zero entrambe.

Mettiamo un peso di 10 kg sul piatto di quella sopra, secondo te segneranno

5 e 5 o ,come dico io, 10 e 10 ?

Rovesciamo la bilancia sopra, ora abbiamo i due piatti appoggiati uno contro l'altro, azzeriamo le tare e segneranno entrambe zero. Rimettiamo il peso di

10 kg sul dorso della bilancia sopra, secondo te segneranno 5 una e -5 l'altra o come dico io sempre 10 e 10 kg ? :O

Prova per il parallelo :

bilance affiancate con i piatti alla stessa altezza ed asse appoggiato su entrambi i piatti, tara a zero e peso di 10 kg sull'asse esattamente a metà tra i piatti, avremo sempre una lettura di 10 kg o di 5 e 5 ?

Ciao, Pier.

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Pier GSi

Pier GSi:

Chiaramente è come dici tu, ma l'esempio non è pertinente, in quanto hai tolto un vincolo meccanico tra le due bilance.

Se prendi due celle di carico come le tue e colleghi entrambi i "centri" (quel pirullo su cui presumo poggino i piedini della bilancia) al pedale ed entrambe le circonferenze all'ancoraggio a terra, avrai una situazione meccanicamente equivalente alle due celle "in parallelo", senza però il problema di dover avere l'asse perfettamente centrato tra le due celle.

Idem come sopra: se ci fosse un vincolo meccanico tra le due bilance, come nel caso delle tue celle di carico, segnerebbero una 5 e l'altra -5.

Di 5+5, come avevo detto. Salvo il fatto che il tuo primo esempio era con

20 kg, perciò ho scritto 10+10.
Reply to
F. Bertolazzi

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