Archiv verlassen und diese Seite im Standarddesign anzeigen : Gewichtsmessung für Cocktails
Hallo,
ich bin am überlegen, ob ich einen kleinen elektronischen Helfer für meine Cocktailbar bauen soll. Ein kleines System bei dem die Rezepte hinterlegt sind und beim einschenken durch messen unterstützt.
Ich suche ein Modul zur Gewichtserfassung bis mindestens 2kg, dass genau genug ist um das Gewicht von 1cl noch genügend digits Auflösung in Reserve hat.
Bei ca. 1kg pro Liter komme ich auf eine Genaugikeit von min. 10g pro cl, besser 1g wenn ich mich nicht verrechnet habe. Sollte also kein Problem sein.
Keine Ahnung wie so eine "Waage" ihr gemessenes Gewicht zur verfügung stellt. Am besten wäre wohl irgendwie digital. Wenn ich das Signal analog mit z.B. einem Atmel µC erfassen muss habe ich nur 10 Bit Auflösung. Bei 2kg Messbereich wären das 2g. Wenn ich das letzte Bit filtern möchte sogar nur 4g. Das wäre vermutlich zuwenig.
Besser wäre aber sogar ein größerer Messbereich, um auch größere Mischungen herstellen zu können.
Ein weiterer Punkt ist wohl auch die Messfrequenz. Damit das System schnell genug reagieren und Stop sagen kann beim einschenkene müssen wohl schon ein paar Messungen pro Sekunde möglich sein.
Ich habe schon versucht ein passendes Modul zu finden, war bisher aber erfolglos. Kann mir jemand einen Tipp geben?
Viele Grüße
Andreas
oberallgeier
04.11.2014, 23:50
... für meine Cocktailbar ... Gewichtserfassung ... um das Gewicht von 1cl noch genügend digits Auflösung ...Je nach Flüssigkeit sind 10 ml zwischen sieben und elf Gramm. Aber das ist kaum relevant.
Laborwagen gibts häufig mit seriellem Ausgang und einer Auflösung bis (weit) unter den Zehntelgrammbereich. Und ein Zehntelgramm sind irgendwo auch rund ein zehntel Milliliter, also Auflösung genau genug.
Die zeitliche Frage ist viel problematischer. Ich habe eigene Erfahrungen mit Laborwaagen, die genauen sind die magnetisch kompensierten, die schnelleren die Biegebalkenwaagen. Beide Systeme kommen locker auf 10 Datensätze pro Sekunde - gelegentlich aber erst nach Abschalten des Displays. Die magnetisch kompensierten haben einen hauchdünnen zeitlichen, aber mW konstanten, Schlepp. Der wird Dir möglicherweise gar nicht auffallen (das muss man schon sehr genau untersuchen ...); die Biegebalkenwaagen bringen ihr Ergebnis sehr schnell, praktisch nur durch die Übertragungsgeschwindigkeit eines Datensatzes verzögert - hohe Datenraten sind eher selten. Billig ist keins der Systeme, unter ein paar Hunderter gibts kaum Sinnvolles der Über-1-kg-Klasse. Ausserdem haben mW nur die wirklich teuren die Möglichkeit einen ständigen Strom von Messwerten auszugeben, also auch bei Gewichtskonstanz. Oft, meist, werden Daten nur gesendet, wenn sich das Gewicht ändert.
White_Fox
05.11.2014, 09:16
Bei Cocktailrezepten istdoch in der Regel das Volumen angegeben, nicht das Gewicht. Oder?
Aufgrund der unterschiedlichen Dichte von Sirup, Säften, Alkohol, usw. würde ich lieber das Volumen messen. Durchflusssensoren gibt es zu kaufen und sind auch billiger als die Waagen, von denen oberallgeier erzählt hat. Und wenn du eine Vorrrichtung baust, die jeweils nur z.B. cl-weise ausspucken kann (kannst du gut mit zwei Ventilen mit einer entspechen großen Kammer dazwischen realisieren) wird eine Messung gar nicht mehr nötig.
Oder ist eine Gewichtsmessung zwingend notwendig?
oberallgeier
05.11.2014, 09:44
Bei Cocktailrezepten istdoch in der Regel das Volumen angegeben ...So eine Rezepteliste muss ja vermutlich von Hand geschrieben werden, da ist die verwendete Dimension für die Komponenten sicher/simpel anpassbar. Ansonsten hast Du vom Gesichstpunkt Investition mit Blick auf die Waage alleine sicher Recht. Von der Dosiertechnik ist das gravimetrische Verfahren mE nach besser: Es gibt pro Komponente ein zu schaltendes Ventil das direkt in einen Sammeltrichter münden kann. Damit sind (aufwändige??) Verrohrungen mit Verzweigungen von (eigentlich zu) der Dosierpumpe zu den Vorratsbehältern und evtl. doch noch Ventile wegen Vermischungsgefahr (kommunizierende Gefäße!!) nicht mehr erforderlich. Ausserdem ergibt sich bei der Verteiler/Sammler-Pumpenlösung möglicherweise ein Problem mit Restvolumina in der Verrohrung vom Verteiler zur Pumpe und von der Pumpe zum Ausfluss, nicht zu vergessen die Reinigung der Gesamtanlage. Und mich würde die Pumpe interessieren, die Fruchtsäfte mit Fruchtfasern störungsfrei fördert (na ja, ne Flügelzellenpumpe mit Gummiflügel, ne peristaltische Pumpe - ich kenn ja fast das ganze Programm ... - aber auf ner Cocktail-Bar :-/ ). Na ja, ich habe noch nie so eine Cocktailorgel geplant, gebaut, gesehen, das mag mich etwas blind machen.
... Oder ist eine Gewichtsmessung zwingend notwendig?Gravimetrisch sind Feinheiten von Mikrolitern und weniger kein Problem, bei einer Verrohrung mit elastischen Schläuchen, Pumpen und so gehts sicher nicht so feinfühlig zu. Aber das wird beim Cocktail die Sensorik bestimmt nicht verderben.
Hallo Leute,
vielen Dank für die Antworten.
@White_Fox: Es soll keine automatische Dosierung erfolgen sondern eine Einschenkhilfe werden. Das habe ich wohl vergessen zu erwähnen. Ich stelle das Glas auf mein "Gebilde" und sehe dann auf einem Display oder ähnlichem wieviel noch eingeschenkt werden muss. Wenn die passende Menge erreicht ist kann man ja noch huppen, blinken, sonstwas... Volumenmessung ist deshalb nicht möglich.
Es werden auch verschiedene Gläser befüllt, deshalb sollte der Messbereich bis mindestens 2 kg gehen. (Mein Boston Shaker hat z.B. sehr dickes Glas und ein Fassungsvermögen von fast 1 Liter. Ich denke wenn der voll ist (mit Eis + Cocktail) kommt der schon an die 2 kg ran.
@obrallgeier: Das mit den Preisen habe ich auch schon bemerkt. Das ist mir aber zu teuer. Ich denke das Problem ist die für meine Anwendung zu hohe Genauigkeit. Es muss ja nicht aufs 1/10 Gramm genau gewogen werden. Ich denke aufs Gramm sollte schon passen, dann habe ich pro cl (10ml) immer noch fast 10 Unterteilungen.
Ich habe schon Versuche mit Drucksensoren von Conrad gemacht (genau: Artikelnr. 503370). Der ist vom Preis her super, hat aber zwei Probleme: Ich muss bei meiner AVR CPU den analog-Eingang verweden, was mir die Auflösung auf 4g begrenzt (bei 2kg Messbereich, siehe mein Eingangsposting). Vergrößere ich den Messbereich wird es noch ungenauer. Abhilfe könnte ein externen ADC mit mehr Auflösung schaffen, aber der kostet dann gleich noch mal soviel wie der Sensor.
Das ist quatsch, denn das zweite Problem ist viel gravierender: Der Sensor "kriecht". Das soll heißen bei konstanter Last steigt oder sinkt sein Wert kontinuierlich. Das macht eine genaue Messung natürlich unmöglich, oder den Eichprozess sehr aufwändig. Ich habe festgestellt, dass dieses kriechen nämlich ist von der Last.
Ein weiterer Nachteil, der aber bestimmt mit passender Mechanik gelöst werden kann ist, dass der Sensor sehr gleichmässig belastet werden muss. Das Glas müsste also immer perfekt in der Mitte stehen und die Mechanik darf nicht kippeln. Testmessungen haben gezeigt, dass ich total unterschiedliche Werte erhalte je nachdem wo ich ein Shot-Glas auf dem Sensor abstelle. Aber dieses Problem könnte auch bei anderen Sensoren bestehen.
Viele Grüße
Andreas
White_Fox
06.11.2014, 09:12
Bei Kassenwaagen wird zur Messung ein Dehnungsmessstreifen als Sensor eingesetzt. Dieser misst die Dehnung an der Oberfläche eines Balkens, der sich unter dem zu erfassenden Gewicht durchbiegt.
Wäre das ein Ansatz?
Bei 2kg Messbereich kannst du mit einem AVR aber auf 2g genau auflösen. Der ADW kann anstatt der 8-Bit auch im 10-Bit-Modus betrieben werden was einer Auflösung von 1024 Digits entspricht. Zumindest beim ATMega8 ist das so, ich vermute aber mal dass das bei den anderen ATMegas nicht anders sein wird.
RoboHolIC
06.11.2014, 10:40
Und dann gibt's ja auch noch Oversampling. Das bringt auch noch das eine oder andere Bit an Auflösung, kostet aber Zeit.
Hallo,
habt ihr eine Empfehlung für einen Dehnungsmessstreifen? Das Projekt ist bis jetzt nur in Gedanken geplant, die Mechanik könnte also entsprechend des Wiegevorgangs angepasst werden.
Ich verstehe aber nicht, warum man nicht günstige Sensoren für Gewicht kaufen kann. Immerhin gibt es digitale Küchenwaagen in ausreichend genauer Qualität ab 15€. Und das inklusive Gehäuse, Display, Batterie, etc. Nur ob da die Messgeschwindigkeit hin haut weiß ich nicht. Und einfach eine kaufen und schlachten ist deshalb nicht zielführend. (Wenn ich drei Waagen bis zum Erfolg brauche kann ich das Geld auch gleich für einen "richtigen" Sensors ausgeben)
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
06.11.2014, 18:53
Hallo,
So ein DMS ist erst die Halbe Miete, der misst eigentlich nur wie sich etwas mechanisch verformt.
So ein DMS besteht nur aus Widerständen, angeordnet in einer Wheatstone-Brücke.
In einer Küchenwaage hab ich bis jetzt auch noch nichts Anderes als Sensor gesehen.
Das Signal kannst du theoretisch so schnell Umwandeln wie du willst, zumindest ist das elektrisch nicht das Problem.
Praktisch hast du aber in komplexes mechanisches System, welches auf Gewichtsveränderung wie ein gedämpfter Schwingkreis reagiert.
Da die zu wiegende Masse aber auch Bestandteil des Schwingkreises ist, sein alle Konstanten variabel. ;-)
Und jede Erschütterung der Umgebung kannst du auch noch als Gewicht ablesen, da muss man über die Zeit mitteln um brauchbare Messwerte zu erhalten du dies brauch die Zeit.
Ich hatte mal einen Vertreter für Industriewaagen bei mir, ging um eine welche auch Stückzahlen anzeigen kann, so was im 10kg Bereich.
Wenn man die Waage einschaltet, kalibriert diese zuerst auf 0, dabei wartet sie, bis das Signal stabil ist.
Nun wollt er er eine Waage bei einem anderen Kunden vorführen, aber die Waage war dauernd am kalibrieren ??!!
Das Problem war eine Stanze in dem Gebäude, welche verhinderte, dass ein stabiles Signal anliegt.
Ich selbst habe so vor 25 Jahren mal eine gravimetrische Dosierung entwickelt. Das ist ein Vorratstrichter mit einer Förderschnecke und Motor und das Ganze ist auf einer Waage montiert. Bei der kleinsten Ausführung wog die Mechanik um die 15kg und der Granulatvorrat im Trichter wog auch 15kg.
Nun konnte man z.B. 200g/Min Kunststoff-Granulat dosieren, was entsprechend geregelt wurde.
Das erste Problem war der Motor, der erzeugt schon mal ein Grundrauschen im Gewicht. Noch schlimmer war, wenn so ein Granulatkort in der Förderschnecke kurz verklemmte, das gab dann Schläge, welche etwa einer Gewichtsänderung von 10kg entsprachen.
Mit Oversampling, Mittelwertbildung, Trendrechnung und Plausibilitätsüberprüfungen konnte ich dann die Störsignale raus rechnen. Mein Signal war dann zwar 2-3 Sekunden verzögert, das spielte aber für die Motorregelung keine Rolle.
MfG Peter(TOO)
Hallo!
Ich denke, dass ein gemessener Wert vom Gewicht auf hängender Fläche Positionsunabhängig wäre: http://www.pollin.de/shop/dt/NTA1NzMxOTk-/Fundgrube/Haushalt/Digitale_Gepaeckwaage.html .
Peter(TOO)
06.11.2014, 19:21
Hallo PIC,
Die meisten Küchen- oder Personenwagen haben heute 4 Füsse mit je einem eingebautem Sensor. Die Summe dieser 4 Sensoren ist dann das Gewicht, da spielt die Lage auch keine Rolle.
Die älteren Personenwaagen wer vom Prinzip her Dezimalwaagen, mit 4 Auflagepunkten und entsprechender 4-facher mechanischer Untersetzung und hatten dann nur einen DMS. Die Konstruktion entsprach da noch den analogen Waagen. Meist hat man einfach nur die Feder und den Zeiger mit einer DMS-Dose ersetzt.
Wie ich ich oben beschrieben habe, lässt man heute die mechanische Untersetzung weg und verwendet 4 Messdosen.
MfG Peter(TOO)
MfG Peter(TOO)
oberallgeier
06.11.2014, 19:41
... Ich denke, dass ein gemessener Wert vom Gewicht auf hängender Fläche Positionsunabhängig wäre ...Die Hängewaage ist natürlich ziemlich immun gegen Schieflasten - weil die Last sich eben entsprechend der Richtung des örtlichen Gravitationsvektors einstellt. ABER Koffer- und ähnliche Stückwaagen sind für Andreas ungeeignet, weil die sekundenlang auf Gewichtskonstanz warten (zumindest meine in der Schublade). Die Aufgabenstellung von Andreas heißt - nach meinem Verständnis:
Bestimmung eines zeitlich schnell veränderlichen Gewichts mit möglichst zeitnaher Wertausgabe. Dynamisch zu messende Masse 50 bis 1000 Gramm, Taramassen sind zu erwarten im Bereich von fünfzig und mehr Prozent des zulässigen Messbereichs. Die Wertausgabe muß (soll??) ohne Abwarten der Gewichtskonstanz im Raster von einer Sekunde (eher schneller) erfolgen *).
Peter hatte oben schon vom Kalibrierkoma von Waagen berichtet. Die meisten Waagen sind drauf aus, dass erst eine Gewichtskonstanz erreicht wird, dazu warten die eine bestimmte Zeit ab >>in der das Gewicht sich nur minimal ändern darf<<, danach geben sie nach einer systemabhängigen Pause den Messwert aus. Für die recht dynamische Zuwiegefunktion die Andreas anstrebt (er kippt ja rein, bis die gewünschte Menge erreicht ist) ist eine zulange Warte-bis-alles-konstant-ist-Zeit schädlich. Da zeigt die Waage 100 ml - und es sind (im Extremfall) schon zweihundert drin. Ich hatte bei Ausflussmessungen von Flüssigkeiten im Labormaßstab schon mal hundert Milliliter in fünf Sekunden, gemessen mit 10 Hz) keine große Auswahl an Waagen mehr zur Verfügung - da die a) schnell sein sollten, b) genau und c) ähnlich wie bei Andreas der Auffangbehälter schon einen erheblichen Teil der Gesamtmasse ausmachte.
*) Stelln wa uns maal jaans domm: Zuwaage von 70 g Wodka (knapp hundert Milliliter). Andreas will, wenn möglich, bis auf 1 g Genauigkeit messen. Dann brauche ich für die letzten zehn, fünfzehn Milliliter bei einer Messfrequenz von 1 Hz schon mal zehn, fünfzehn Sekunden. Der Schuss vorher auch an die fünf Sekunden. Noch zwei, drei sonstige Zuwaagen - dann ist die Minute locker voll >>bis eingeschenkt ist<<!!! An der Bar kann man dann wenigstens nicht volllaufen, weil das Einschenken so lange dauert.
Crazy Harry
06.11.2014, 19:47
Dann nimm einen 16...18Bit ADC und miss 2..3..4mal/Sekunde ;)
Hallo,
oberallgeier hat es ziemlich treffend zusammengefasst und den Nagel auf den Kopf getroffen. Vor allem sein kaum lesbarer Zusatz (*). ;-)
Ich dachte eigentlich nicht, dass bei diesem Projekt der Sensor das größte Problem darstellen wird...
@Crazy Harry: Das könnte ich tun, so ein hochauflösender ADC könnte mit einem "großen" Atmel mit vielen IO-Pins, einem R2R-Netzwerk und einem Komperator sogar günstig gebaut werden. Einen Komperator haben die meissten AVRs sogar schon onboard. Es müssten also nur 2* Bit-Auflösung Widerstände auf einer Lochrasterplatine "vertüddelt" werden. Aber hast du eine Empfehlung für einen passenden Sensor?
Viele Grüße
Andreas
White_Fox
07.11.2014, 21:17
Die Schwingneigung des mechanischen Teils könnte man doch aber bestimmt noch stärker dämpfen, sodass sich Störungen weniger stark bemerkbar machen-oder?
Peter(TOO)
07.11.2014, 23:24
Hallo,
Die Schwingneigung des mechanischen Teils könnte man doch aber bestimmt noch stärker dämpfen, sodass sich Störungen weniger stark bemerkbar machen-oder?
Dämpfen ist kein Problem, aber dann wird alles träger, also langsamer :-(
MfG Peter(TOO)
Hallo,
da ich auf dem Gebiet der Gewichtserfassung noch Null Ahnung habe, hier aber scheinbar schon einige mit viel Erfahrungen mitschreiben: Was ist denn von folgendem Artikel zu halten:
http://www.amazon.de/0-5Kg-W%C3%A4gezelle-Sensor-elektronische-Balance/dp/B00I8CNZYK
Wäre diese Zelle für mein Projekt geeignet? Die nötige Auflösung erreiche ich mit einem ADC-Wandler mit genügend hoher Auflösung. Möchte ich den kompletten Messbereich der 5kg nutzen und auf ca. 1 Gramm genau wiegen benötige ich also mindestens 12 Bit Auflösung (2^12 = 4096) mit einem 16 Bit ADC wäre ich also auf der sicheren Seite. Ist so etwas mit einem R2R-Netzwerk und dem integrierten OP in einem AVR möglich? Die Umsetzung und Programmierung ist für mich kein Problem, ich weiß nur nicht, ob dann damit auch die nötige Genauigkeit erreicht werden kann. Alternativ suche ich mir dann einen passenden ADC im extra IC.
Mir ist aber nach meiner Recherche im Netz noch nicht so klar, wie das Signal einer solchen Wägezelle mit DMS aussieht. Mal angenommen ich versoge die verlinkte Zelle mit 5V Versorgungsspannung (wie mein AVR), erhalte ich dann auch ein Ausgangssignal von 0-5V, je nach Gewicht? Oder ist dieses Signal kleiner?
Wie sieht es bei der Zelle mit der erreichbaren Messgeschwindigkeit aus? Mir sagen die Werte leider überhaupt nichts. Wieviele Messungen sind pro Sekunde möglich? Und sind diese dann überhaupt korrekt, oder muss sich die Wägezelle erst "einschwingen"?
Viele Grüße
Andreas
Hier mal etwas zu Wägezellen:
http://www.instructables.com/id/Arduino-Load-Cell-Scale/
Möchte ich den kompletten Messbereich der 5kg nutzen und auf ca. 1 Gramm genau wiegen benötige ich also mindestens 12 Bit Auflösung (2^12 = 4096) mit einem 16 Bit ADC wäre ich also auf der sicheren Seite
Schätzen wir mal ein wenig: 5V auf (4096, also ca.) 5000 Schritte aufgelöst heißt 1mV pro Schritt. Wenn das noch sinnvoll sein soll, müssen allfälliges Rauschen und andere Störungen kleiner als 1mV sein. Das ist in einer digitalen Schaltung nicht leicht. Bei 16 Bit Auflösung wird das nicht leichter.
MfG Klebwax
Hallo Klebwax,
http://www.instructables.com/id/Arduino-Load-Cell-Scale/
Vielen Dank, dass hat mir weitergeholfen. Ein kleiner Verstärker wird also nötig sein, um eine solche Zelle auszuwerten. Aber im Link ist ja was passendes vorgeschlagen.
...aufgelöst heißt 1mV pro Schritt...
Wo wir wieder bei einer Zelle mit digitalem Ausgang wären. :-) Oder ein externer ADC mit 12...16 Bit Auflösung, der auch Spannung > 5V messen kann.
Aber um die Signalauswertung festzulegen würde ich gerne erst mal wissen, ob es mit so einer (oder genau dieser verlinkten) Wägezelle überhaupt funktionieren kann. Vor allem was den Bereich Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung betrifft.
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
08.11.2014, 12:40
Hallo Andreas,
Vielen Dank, dass hat mir weitergeholfen. Ein kleiner Verstärker wird also nötig sein, um eine solche Zelle auszuwerten. Aber im Link ist ja was passendes vorgeschlagen.
Ohne Verstärker geht bei DMS normal nichts.
Aber um die Signalauswertung festzulegen würde ich gerne erst mal wissen, ob es mit so einer (oder genau dieser verlinkten) Wägezelle überhaupt funktionieren kann. Vor allem was den Bereich Geschwindigkeit und Genauigkeit der Messung betrifft.
Den DMS kannst du als Trägheitslos betrachten. Das Problem ist die mechanische Masse und die Schwingungen die Auftreten!
Hinzu kommen noch die nötigen Filter im Verstärker, welche den Verstärker ausbremsen.
Die Genauigkeit liegt in der Grössenordnung von Lineraity: = <0,005% FS; FS = 5kg
Die Ausgangsspannung liegt bei 1.0946mV / V
Wenn du 5V am Sensor anlegst, bekommst du 5.473mV am Ausgang, bei 5kg.
Wenn du das jetzt mit 5'000 Schritten auflösen willst, entspricht dies rund 1µV an der Messzelle!
Das ist dann so die Grössenordnung, welche ein Radio-Tuner als Empfindlichkeit hat!
Du wird also noch einiges in die Abschirmung investieren müssen.
Für die gravimetrische Dosierung waren Verstärker und µC in jeweils eigenen HF-Gehäusen untergebracht. Das Ganze, und das Netzteil, war dann zusätzlich in einem Metallgehäuse untergebracht.
Gab dann aber trotzdem noch Probleme bei einer bestimmten Anlage, auf welcher Müllsäcke geblasen wurden.
Das ist ein 10-15m hoher Turm. Unten befindet sich eine Ringförmige Düse aus welcher der Kunststoff quillt. In der Mitte der Düse wird Luft eingeblasen und der aus der Düse kommende Schlauch auf das Endmass aufgeblasen. Der Schlauch wird dann nach oben geführt und oben über eine Walze umgelenkt. Die Walze dient als Verschluss des Schlauches, damit die Luft auch Druck erzeugen kann.
Unsere Installation war unten im Turm, beim Extruder, und wir hatten alle 5-10 Sekunden eine Fehlmessung??!!
Ich fand dann in einem Büro ein Transistorradio und konnte damit ein Knistern empfangen, welches genau im Takt der Störungen war.
Und los ging die Schnitzeljagd.
Ganz oben im Turm fand ich dann eine Hochspannungsanlage, welche über Koronaentladungen kleine Krater in die Folie macht, damit die Druckfarbe haftet.
Das Problem waren nicht die Koronaentladungen selbst, sondern das Nachladen des Hochspannungsgenerators.
Die verlinkte Zelle verträgt 7.5kg maximal. Bei 10kg geht sie noch nicht kaputt, es kann aber sein, dass sie sich dauerhaft verstellt und erst mal neu geeicht werden muss! Bei über 10kg geht sie dann kaputt, meistens lösen sich die Klebeflächen des DMS ab.
Die Grenzwerte gelten auch für Schläge!
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
vielen Dank für deine Beiträge, aber diese werfen mich irgendwie immer zurück. Das ist frustrierend, aber ich bin dankbar dafür. Immerhin plane ich dann nicht in die falsche Richtung.
Wie wird es denn dann in einer billigen Küchenwaage gemacht? Die schaffen es ja auch aufs Gramm zu wiegen (ob das genau ist steht auf einem anderen Blatt), aber ich glaube nicht, dass dabei solcher Aufwand wie geschirmten Gehäusen für Verstärker, etc. betrieben wird.
Ich denke auch nicht, dass eine Falschmessung alle paar Sekunden beim einschenken stören wird. Hälst du es für möglich mit der verlinken Zelle etwas brauchbares zu bauen? Wie schnell schätzt du die Genauigkeit beim einschenken ein, und wieviele Messungen pro Sekunde können erreicht werden?
Habe ich den Fehler mit 25g richtig berechnet? Ist dieser dann "statisch" und kann mit einem Tara ausgeglichen werden, oder ändert sich dieser (willkürlich oder nach einer Funktion?) bei Gewichtsänderung?
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
08.11.2014, 13:37
Hallo Andreas,
Wie wird es denn dann in einer billigen Küchenwaage gemacht? Die schaffen es ja auch aufs Gramm zu wiegen (ob das genau ist steht auf einem anderen Blatt), aber ich glaube nicht, dass dabei solcher Aufwand wie geschirmten Gehäusen für Verstärker, etc. betrieben wird.
Mit viel langsam!!
Also genügend Kondensatoren im Verstärker und den Durchschnitt über viele Messungen.
Hab gerade mal mit meiner KüWa getestet, die müsste von ALDI sein.
Die zeigt etwa 2 Messungen/Sekunde im Display an.
Wenn man 200g drauf stellt, zeigt sie das in 2 Schritten an, also in etwa 1s
Wenn man 2g zudosiert muss man etwa 2s auf das Resultat warten, da passiert zuerst gar nichts in der Anzeige.
Ich denke auch nicht, dass eine Falschmessung alle paar Sekunden beim einschenken stören wird. Hälst du es für möglich mit der verlinken Zelle etwas brauchbares zu bauen? Wie schnell schätzt du die Genauigkeit beim einschenken ein, und wieviele Messungen pro Sekunde können erreicht werden?
Elektrisch kannst du das im Bereich von Ms/s abfragen.
Die Messzelle kannst du verwenden, die ist nicht das Problem
Das Problem ist die mechanisch/pysikalische Seite!
Das Ganze verhält sich wie ein gedämpfter Schwingkreis.
Als Sprungantwort bekommst du so etwas vom DMS:
http://de.wikipedia.org/wiki/Schwingung#Linear_ged.C3.A4mpfte_Schwingung
Masse, Dämpfungskonstante und Federkonstante ergeben sich aus deinem Aufbau.
Dumm dabei ist, dass die Masse nicht nur aus deinem Aufbau kommt, sondern dein Schnaps da auch mit enthalten ist, die Resonanzfrequenz ändert sich also dauernd etwas.
Habe ich den Fehler mit 25g richtig berechnet? Ist dieser dann "statisch" und kann mit einem Tara ausgeglichen werden, oder ändert sich dieser (willkürlich oder nach einer Funktion?) bei Gewichtsänderung?
Nö ich komme da auf viel weniger!
1% wären 50g
0.1% wären dann 5g
Es sind aber 0.005% von 5'000g !
Die Linearität ist auch 0.005%
MfG Peter(TOO)
White_Fox
08.11.2014, 13:37
Küchenwaagen zeigen zwar auf das Gramm genau an-inwiefern die Anzeige dann aber der Realität entspricht ist eine ganz andere Geschichte. Wenn du 1kg auf das Gramm genau messen willst entspräche dies einer Fehlertoleranz von 0,1%. Meinst du wirklich, billige Küchenwaagen arbeiten so genau?
Da werden vermutlich viele Mittelwerte gebildet (der ADW des ATMega8 hat eine Abtastrate von 50-250kHz) und ansonsten lässt man eben eine ordentliche Fehlertoleranz zu. Und an diesem Punkt stellst du ja schon saftige Anforderungen...du willst 2kg aufs Gramm genau messen. Fehlertoleranz unter 0,05%. Das ist schon verdammt präzise.
Edit:
Verdammt, Peter war schneller. :(
Peter(TOO)
08.11.2014, 13:45
Hallo,
Und an diesem Punkt stellst du ja schon saftige Anforderungen...du willst 2kg aufs Gramm genau messen. Fehlertoleranz unter 0,05%. Das ist schon verdammt präzise.
Die Messzelle kommt da hin.
Der Versärker wird nicht ganz einfach!
Edit:
Verdammt, Peter war schneller. :(
:-P
MfG Peter(TOO)
White_Fox
08.11.2014, 13:51
Die Messzelle kommt da hin.
Der Versärker wird nicht ganz einfach!
Aber genau von dem rede ich. Das Eigenrauschen des ADWs kommt dann ja auch noch dazu und wird schlimmer, je höher der auflöst.
Das könnte eine Marscherleichterung sein:
http://imall.iteadstudio.com/hx711-dual-channel-weighing-sensor-module.html
MfG Klebwax
Optimal wäre den ganzen Messbereich auf mehrere mit gleicher wirklich nötiger Genauigkeit (z.B. 1 %) zu teilen. ;)
White_Fox
08.11.2014, 14:16
Ehrlich gesagt bin ich vom Ansatz vom TS noch immer nicht überzeugt.
Ich denke, eine Durchflussmesung wäre einfacher zu bewerkstelligen. Einerseits gibt es da rein digitale Verfahren (z.B. Zeitmessung (Schallgeschwindigkeit im Medium) um die Fließgeschwindigkeit zu bestimmen, oder gar Coriolissensoren (http://de.wikipedia.org/wiki/Coriolis-Massendurchflussmesser)), das dürfte die Sacher erheblich vereinfachen. Zudem kann man äußere Einflüsse (wie mechanische Schwingungen) weitausbesser eleminieren oder sie treten gar nicht erst auf.
Konkret stelle ich mir sowas wie einen Trichter vor, der an einem Ständer befestigt wird. Direkt unter dem Trichter sitzt der Sensor, und ein Display zeigt die bereits durchgelaufene Menge an. Und unter dem Trichter steht dann der Pott wo alles zusammenläuft. Für besonders feine Messungen könnte man das Gerät auch in mehrfacher Ausführung mit verschieden großen Trichtern und Rohren mit verschiedenem Durchmesser bauen. In engen Rohren können geringe Durchflussmengen präziser bestimmt werden, aber es dauert eben länger bis alles durchgelaufen ist. Für dickere Rohre gilt das gleiche, nur anders herum.
Meines Erachtens wären damit einerseits viele Probleme umgangen und die Zielstellung wäre voll umgesetzt, soweit ich das sehe. Und wenn er unbedingt das Gewicht haben will kann er bei bekanntem Volumen immer noch umrechnen.
Hallo,
jetzt habe ich meinen Rechenfehler in der Abweichung auch erkannt. Es sind ja Prozent! Bei mir hat der Faktor 100 gefehlt..
Das von Peter beschriebene Verhalten mit der meiner (billigen) Küchenwaage konnte ich auch schon beobachten.
Zur Messgeschwindigkeit: Ich finde zwei Messungen pro Sekunden schon fast akzeptabel. Ich denke mit 4 pro Sekunde dürfte es hinkommen. Viel schneller wird meine Reaktionszeit zum absetzen wohl auch nicht sein oder? (die nimmt mit laufendem Abend dann eh ab. ;-) ) Ich stelle mir ein LCD-Display mit Balkenanzeige vor. Wenn der Balken gegen "voll" oder "Ziel erreicht" läuft setzt man hoffentlich etwas ab um die Einfüllgeschwindigkeit zu reduzieren und somit passend anzuhalten. Ich denke da sind 4 Messungen pro Sekunde ausreichend. Ich kann mich aber auch täuschen. Antwort auf diese Frage wird wohl nur ein Probeaufbau bringen.
Da die Zelle scheinbar geeignet ist werde ich diese bestellen und ein paar Messungen und Versuche damit anstellen. Bei diesem Hobby ist ja der Weg das Ziel. Ich denke deshalb würde ich auch den Messverstärker und -Auswertung gerne selbst entwickeln und bauen. Gerne mit eurer Beteilungen, wenn Interesse besteht.
Eine Frage ist noch im Kopf: Ist bei diesen Wägezellen auch ein "kriechen" vorhanden? Soll heißen ich stelle Gewicht X auf die Waage, bleibt dann das Ausgangssignal konstant, oder ändert sich dieses dann schleichend immer in eine Richtung wie bei meinen Drucksensor? Vom Prinzip her wie ich DMS verstanden habe würde ich sagen nein, aber nur um sicher zu gehen wäre eine bestätigung gut.
@PICture: Leider ändert sich der Messbereich durch die unterschiedlichen Tara (Gläser / Gefäse). Der "variable" Bereich der wirklich mit einer so hohen Genauigkeit gemessen werden soll liegt ja nur im Bereich von 10g bis max. 500g. Wenn man nach jede Zutat einzeln "tariert" sogar nur maximal die Hälfte davon.
Eine Idee um deinen Vorschlag umzusetzen wäre die Erfassung der Tara-Spannung, um diese dann vor dem Messverstärker abzuziehen. Aber ich glaube das wird noch problematischer wie ein störungs- und rauscharmer Verstärker für eine schnelle Messung.
Aber die Idee hat was. Man könnte die abzuziehende Tara-Spannung vor jeder neuen Zutat über einen DAC oder digitales Poti generieren und so lange anpassen, bis der Messwert wieder (fast) 0 ist. Der DAC oder das Poti muss ja nicht eine so hohe Auflösung haben wie der Messeingang. Wenn ein kleines Offset bleibt kann man dieses rausrechnen. Aber der Messbereich schrumpft. Ich denke 2 Sekunden Pause zwischen jeder Zutat sollten drin sein für diesen Tara-Ausgleich. Dann könnte man die Auflösung für eine genaue Messung wirklich auf z.B. 500g begrenzen.
Das Problem wird aber vermutlich wieder die Störanfälligkeit des ganzen Aufbaus sein. Was hält der Rest der Mitleser von dieser Idee?
Viele Grüße
Andreas
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Hallo White_Fox,
Ich denke, eine Durchflussmesung wäre einfacher zu bewerkstelligen.
Der Vorschlag hat was, aber ich denke neben den Vorteilen bei der Messung auch wieder seine eigenen Probleme. Einigie Zutaten (z.B. Sirup) sind extrem dickflüssig und laufen deshalb recht langsam. Außerdem gibt es eine (größere) Sauerei, weil der vermutlich Trichter immer nach tropft, auch wenn der "Pott" nicht mehr drunter steht. Dann kommt die Reinigung dazu. Der Trichter muss ja irgendwie befestigt und verkabelt werden, aber zum reinigen abgebaut werden. Die Elektronik darf dann beim spülen auch nicht beschädigt werden,etc.
Ich denke, wenn das mit der Gewichtserfassung nichts wird kann man dieses Thema mit seinen neuen Problemen durchdenken, aber dafür wäre ein neuer Thread besser, Ok?
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
08.11.2014, 14:45
Hallo,
Ehrlich gesagt bin ich vom Ansatz vom TS noch immer nicht überzeugt.
Naja, beide Ansätze haben vor und Nachteile.
Machbar ist es über das Gewicht schon, aber eben nicht schnell.
Wie gefördert werden soll, wurde auch noch nicht angesprochen.
Mit Pumpen könnte man über den Volumenstrom und die Zeit geschätzt z.B. 70% der Füllung fördern und dann Wägen wie viel es wirklich war. Und den Rast dann mit den berechneten Daten fördern.
Ist jetzt aber nur so eine Idee auf die Schnelle.
MfG Peter(TOO)
White_Fox
08.11.2014, 14:50
@PICture: Leider ändert sich der Messbereich durch die unterschiedlichen Tara (Gläser / Gefäse). Der "variable" Bereich der wirklich mit einer so hohen Genauigkeit gemessen werden soll liegt ja nur im Bereich von 10g bis max. 500g. Wenn man nach jede Zutat einzeln "tariert" sogar nur maximal die Hälfte davon.
Eine Idee um deinen Vorschlag umzusetzen wäre die Erfassung der Tara-Spannung, um diese dann vor dem Messverstärker abzuziehen. Aber ich glaube das wird noch problematischer wie ein störungs- und rauscharmer Verstärker für eine schnelle Messung.
Aber die Idee hat was. Man könnte die abzuziehende Tara-Spannung vor jeder neuen Zutat über einen DAC oder digitales Poti generieren und so lange anpassen, bis der Messwert wieder (fast) 0 ist.
Das würde ich aber nicht irgendwo im Messverstärker machen, sondern im Controller. Knopfdruck, und der Controller zieht den soeben gemessenen Betrag ab bevor er ein neues Ergenis anzeigt. Damit würde deine Waage nach Knopfdruck genau Null anzeigen, wenn du ein leeres Glas raufstellst. Die Zero-Funktion einer Küchenwaage funktioniert auch nicht anders.
Wie gefördert werden soll, wurde auch noch nicht angesprochen.
Einfach oben reingiessen?
Ich denke, eine Durchflussmesung wäre einfacher zu bewerkstelligen.
Ich auch, weil dann nix (Tara) abgezogen, bloss immer nur gewählte und genügend genau berechnete Zutaten addiert werden müssen.
Crazy Harry
08.11.2014, 22:33
@Crazy Harry: Das könnte ich tun, so ein hochauflösender ADC könnte mit einem "großen" Atmel mit vielen IO-Pins, einem R2R-Netzwerk und einem Komperator sogar günstig gebaut werden. Einen Komperator haben die meissten AVRs sogar schon onboard. Es müssten also nur 2* Bit-Auflösung Widerstände auf einer Lochrasterplatine "vertüddelt" werden. Aber hast du eine Empfehlung für einen passenden Sensor?
Einen 18Bit ADC gibts z.B. bei Reichelt für ca. 2.50€ .... MCP3421
Einen 18Bit ADC gibts z.B. bei Reichelt für ca. 2.50€ .... MCP3421
Das klingt simpel. Bei einer Referenz von 5V entspricht ein Bit dann ca. 20 µV. Eine Schaltung, mit der man das zuverlässig dem ADC zuführt, muß erst mal gebaut werden. Wenn man das sorgfältig macht (lernen, wie man solche Schaltungen entwickelt, mehrere Layouts, Abschirmgehäuse testen, Messgeräte anschaffen, die noch etwas besser sind als die 20µV, etc.) interessieren einen die 2,50 € am Ende überhaupt nicht (es sei denn, es werden einige hunderttausend Stück).
Die Realität ist, 10 bis 12 Bit bekommt man noch so in den Griff, statt eines 18 Bit Wandleres könnte man auch 12 Bit nehmen, und die fehlenden 6 Bit mit einen Zufahlsgenerator ergänzen.
MfG Klebwax
oberallgeier
09.11.2014, 09:17
... Hab gerade mal mit meiner KüWa getestet, die müsste von ALDI sein ...Meine Küchenwaage (Salter, Mod. 1030, max 5000 g, 1g/div) hat vermutlich einen von der Million gleicher Wägebalken mit Elektronik. Sie zeigt bei meinem Eichgewicht von 500,000-0,005 g 502 an; Nachkomma gibts nicht.
... Masse, Dämpfungskonstante und Federkonstante ergeben sich aus deinem Aufbau... Masse ... Schnaps da auch mit enthalten ist ...Genau. Optimal wäre eine Dämpfung für aperiodischen Grenzfall, dann wird (relativ) langsam eingeschwungen, aber es gibt keinerlei Nachnicken. >>Nur an dem auf genau diese Masse bezogenen Arbeitspunkt<<. Denk an den Airliner: die Landemasse ist einigermassen konstant (leere Flieger gibts ja kaum), der aperiodische Grenzfall für den Landestoß ist auf 5 m/s Sinken ausgelegt. GENAU da kracht der Flieger auf den Boden und das Fahrwerk muckst nicht nach, ein bisschen langsamer gesunken oder schneller dann gibts deutliches Nachnicken.
Aber ein, zwei Gramm sind für Dich kein Problem.
Volumetrische Zumessung mal qualitativ. Bei den üblichen Getränken gehen runde 20 Tropfen auf einen Milliliter, also 1 Tropfen auf 50 mg. Die Durchflußmesszelle für Getränke möchte ich aber nicht auslegen müssen (es sei denn es gibt finanziell kaum Limits). Allerdings würde ich (wieder finanziell etwas aufwändig) die Zumessung mit einer Peristaltik machen, wie sie in Infusionspumpen eingebaut sind. Da kann die Pumpe die Mengen"messung" erledigen. Hier wäre aber im DIY-Bereich sicher ein gutes Feld zu einer innovativen Einfachlösung!
Guten Morgen,
ich habe mir die verlinkte Wägezelle von Amazon jetzt bestellt. Sobald sie da ist werde ich wie gesagt mal Versuche starten. Es gilt jetzt also noch den Messverstärker zu entwerfen. Hier liegt scheinbar der große Knackpunkt beim Projekt. Das mit der hohen Auflösung sehe ich auch als Problem. Deshalb fnde ich PICtures vorschlag nicht schlecht und würde ihn gerne umsetzen.
Ich baue also erst mal einen sehr exakten Verstärker, der das kleine Signal der Waage auf eine hohe Spannung verstärkt. Sagen wir mal bei 5kg Last 15V. Das ergibt 3mV je Gamm und klingt für mich einigermassen "handlebar". Vorschläge für diesen Verstärker nehme ich gerne an. Oder sollte ich einfach erst mal eine simple OP-Verstärker-Schaltung (nicht invertierend) planen, und schauen ob das schon ausreichend genau ist?
Als nächstes erzeuge ich mit einem (digitalen) Poti eine Tara-Spannung. Diese werde ich mit einem Differenzverstärker von der verstärkte Messspanung abziehen und das Ergebnis auf meinen ADC legen.
Wenn ich davon ausgehe maximal 500ml variables Gewicht (neue Zutat) zu messen, also maximal 500g ergibt sich bei 10 Bit eine Auflösung von ca. 0,5G. Das hört sich auch gut an.
Den Tara-Ausgleich werde ich automatisch per Software regeln. Vielleicht nehme ich für das Poti auch einen DAC. Aber es schwebt mir da irgendwas mit 8 Bit Auflösung vor. Es bleibt dann ein kleines Offset, dass ich vor der Messung speichern und dann abziehen muss.
Wie seht ihr das? Wo seht ihr Probleme?
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
09.11.2014, 11:17
Hallo Andreas,
Das ist alles reine Augenwischerei, mit den gesplitteten Bereichen!
Du hast mit 5V an der Zelle etwas um die 7mV bei 5'000g.
Macht also etwas über 1µV/g.
Da kommst du nicht rum, egal was du da analog noch addieren oder subtrahieren willst.
Zudem bringt dir da jeder zusätzliche Analogteil zusätzliches Rauschen und Drift!
Zudem haben Potis eine recht grossen Temperaturdrift.
Du wirst auch merken, dass normale Widerstände rauschen.
Am besten nimmst du einen fertigen Instrumentenverstärker-IC.
Den kann man theoretisch auch aus 3 OPs aufbauen, aber dann funktioniert der Gleichlauf nicht so gut.
MfG Peter(TOO)
Moin!
Ich baue mir auch gerade eine Waage die auf einer Wägezelle basiert (ist eigentlich nur ein "Vor- und Übungsprojekt" für etwas anderes). Um die DMS Brücke auf meiner Wägezelle (die etwas kleiner ist als Deine) auszuwerten, greife ich auf ein chinesisches IC names HX711 zurück (Datenblatt zB hier (ftp://imall.iteadstudio.com/Sensor/IM131029002/DS_HX711_AD_Module.pdf)). Dessen Messbereich ist wahlweise +/-20 oder +/- 40 mV die mit 24 Bit aufgelöst werden. Du kannst damit mit interner Clock bis 80 Messungen/Sek nehmen, mit externer Clock von 20 MHz (das ist das Maximum) bis kanpp unter 150 Samples/Sek. Das IC hat ein simples synchrones serielles Interface, d.h. Du kannst die Daten einfach per µC "rausclocken" und verarbeiten. Ich bin mit meinem Projekt noch nicht ganz fertig, ich denke in 1-2 Wochen ist es soweit. Ich kann keine quantitativen Daten liefern (Noise u.ä.) qualitativ funktioniert das System schonmal sehr gut. Das IC ist in Europa/USA schlecht zu bekommen, ich habe es direkt in China bestellt. Ggf findest man auf ebay eine fertig aufgebaute Platine damit, von der man den Wandler runterfönen kann (ist ne SOP16 Package).
Das vielleicht nur mal so als Tipp oder Anregung, wie gesagt, bei Gelegenheit dann auch mal mehr dazu von mir ...
Gruß
Malte
Ich habe immer von Null mit Einfach angefangen und nur das nötige bis zum Gerät mit erforderlichen Parameter kompliziert. ;)
Peter(TOO)
09.11.2014, 11:59
@PIC,
Ich habe schon einige µV- und pA-Messverstärker gebaut. Neben dem Layout (Guard Ring usw.) sind Temperaturdrift und Rauschen die grössten Probleme.
Der Rest ist dann Abschirmung ;-)
MfG Peter(TOO)
Hallo,
@Peter: Ich weiß nicht, ob es Augenwischerei ist. Ich wollte das Kernproblem der Genauigkeit mit meinem Lösungsvorschlag in den Messverstärker legen. Bei diesem muss ich aufpassen bei der Entwicklung. Alles was danach raus kommt sollte dann wieder einfach zu verarbeiten sein. Den "Workaround" von PICture fand ich deshalb einen guten Einfall für eine einfache weiterverarbeitung. Rauschen und Drift ist ja bei 3mV pro Gramm (nach dem Messverstärker), wenn ich "nur" auf 10 Gramm positionieren will doch gar nicht mehr so schlimm. Oder habe ich einen Denkfehler, den ich noch nicht sehe? Deinen Vorschlag mit dem Instrumentenverstärker werde ich durchdenken. Wenn das funktioniert ist mein "Kernproblem" ja gelöst.
Eine Frage noch zur Zelle: Dort steht Erregerspannung 5 bis 10VDC. Erhöht sich bei 10V Erregerspannung auch die Ausgangsspannung? Was bedeutet der Wert "Wetterte Ausgang: 1.0946mV / V"? Auf welche Erregerspannung bezieht sich dieser?
@malthy: Vielen Dank für den Hinweis. Ich habe mir den IC mal angeschaut und mir so einen fertigen Bausatz auf eBay gekauft. (3,50€ inkl. Versand). 24 Bit bei +/-20mV bedeutet ja theoretisch eine Auflösung von 2,4nV. Das kann ich mir irgendwie nicht vorstellen. Aber bei dem Preis kann man mal Versuche starten.
@PICture: Wie darf ich deinen Kommentar verstehen? Ich habe das Projekt einfach angefangen mit einem Drucksensor, dabei habe gemerkt das es so nicht geht. Jetzt steht das Thema hier zur Diskussion und jeder einfache Vorschlag von mir wird als nicht durchführbar entlarvt. Bis jetzt kam leider noch kein einfacher Lösungsvorschlag. Hast du einen?
Viele Grüße
Andreas
Moin nochmal!
24 Bit bei +/-20mV bedeutet ja theoretisch eine Auflösung von 2,4nV. Das kann ich mir irgendwie nicht vorstellen.
Da wäre man dann längst Bereich von thermischem Rauschen :-). Die 24 Bit sind natürlich erstmal schlicht und einfach die Auflösung vom ADC. Input Noise der Eingänge ist im Datenblatt mit 90 nV RMS angegeben. Aber die begrenzenden Faktoren des Gesamtsystems sind vermutlich eh Linearität, Wiederholgenauigkeit und Hyterese der Wägezelle. Bei meiner Zelle gibt der Chinese 0.005% full scale an, ich würde aber mal vermuten, die Werte sind irgendwo abgeschrieben. Man sollte also nicht überrascht, sein wenn eine Billigzelle das nicht erreicht. Für mich geht die ganze Argumentation eh umgekehrt: ich habe - freundlich ausgedrückt - sehr wenig Ahnung von analoger Schaltungstechnik, aber immerhin die Erfahrung, dass insbesondere da der Teufel im Detail steckt. Insofern bevorzuge ich wo immer möglich eine integrierte Lösung. Da hat sich - wohl oder übel - in den letzten 10 Jahren extrem viel zu Gunsten des Halbwissenden getan :-).
Gruß
Malte
Ich habe das Projekt einfach angefangen mit einem Drucksensor, dabei habe gemerkt das es so nicht geht.
Wie/warum und was muß geändert werden damit es doch geht ?
Dein einfach Anfangen gefällt mir und ich bin immer erst nach detailierten Messungen, Analyse und Änderungen der Schaltung mit kleinem Schritt weiter gegangen. ;)
Peter(TOO)
09.11.2014, 13:12
Hallo Andreas,
Ich wollte das Kernproblem der Genauigkeit mit meinem Lösungsvorschlag in den Messverstärker legen. Bei diesem muss ich aufpassen bei der Entwicklung. Alles was danach raus kommt sollte dann wieder einfach zu verarbeiten sein. Den "Workaround" von PICture fand ich deshalb einen guten Einfall für eine einfache weiterverarbeitung. Rauschen und Drift ist ja bei 3mV pro Gramm (nach dem Messverstärker), wenn ich "nur" auf 10 Gramm positionieren will doch gar nicht mehr so schlimm. Oder habe ich einen Denkfehler, den ich noch nicht sehe? Deinen Vorschlag mit dem Instrumentenverstärker werde ich durchdenken. Wenn das funktioniert ist mein "Kernproblem" ja gelöst.
Wenn du erst mal auf die 3mV/g gekommen bist, kannst du das direkt an einen ADC einspeisen und den Rest berechnen.
Eine Frage noch zur Zelle: Dort steht Erregerspannung 5 bis 10VDC. Erhöht sich bei 10V Erregerspannung auch die Ausgangsspannung? Was bedeutet der Wert "Wetterte Ausgang: 1.0946mV / V"? Auf welche Erregerspannung bezieht sich dieser?
Wetterte ist ein Druck- oder Übersetzungsfehler.
Die Erregerspannung ist diejenige Spannung, welche man an die Brücke ablegt.
Da das Ganze über Widerstandsverhältnisse funktioniert, ist die Messspannung direkt proportional zur Erregerspannung.
Bei 5kg und einer Erregerspannung von 1V hättest du eine Messspannung von 1.0946mV, bei 2 Volt Erregerspannung dann das doppelte.
Bei 10V bekommst du 10.946mV als Messspannung bei 5kg
Allerdings steigt mit der Spannung auch die Verlustleistung in den Widerständen der Messbrücke.
Eine höhere Verlustleistung bedeutet aber auch eine höhere Temperatur und eine längere Zeit, bis eine stabile Endtemperatur erreicht wird.
Solange der Sensor nicht gleichmässig durchgewärmt ist, driftet dein Signal.
MfG Peter(TOO)
Solange der Sensor nicht gleichmässig durchgewärmt ist, driftet dein Signal.
Deshalb, falls möglich, sollte Messbrücke nur kurz für Messzeit mit Spannung versorgt werden. Ausserdem ist noch ein Thermometer nötig um eventuellen Offset bei jeder Umgebungstemperatur softwaremässig korriegieren zu können.
Peter(TOO)
09.11.2014, 14:00
Hallo Malte
Da wäre man dann längst Bereich von thermischem Rauschen :-). Die 24 Bit sind natürlich erstmal schlicht und einfach die Auflösung vom ADC. Input Noise der Eingänge ist im Datenblatt mit 90 nV RMS angegeben.
Zuerst einmal, sind die 24 Bit mit Vorzeichen. Die Waage geht nur in eine Richtung, da sind dann theoretisch nur 23 Bit nutzbar.
Die 90nV sind nochmals 5 Bit, dann sind noch 18 Bit übrig.
Dann sind da noch die 6nV/K, das Kostete bei einem dT für die Temperatur von 12K nochmals 5 Bit, bleiben noch 13 Bit übrig.
Dann kommt noch der nicht voll ausgenutzte Spannungsbereich dazu.
Bleiben also nur noch 10-12 Bit als signifikant übrig.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter,
ich verstehe Deine Rechnung nicht ganz, deswegen frage ich zunächst dazu nach. Die Rauschvorgänge werden durch Verteilungen charkaterisiert, deswegen muss man für die Rauschspannungen mMn anders addieren als Du es tust, nämlich nicht linear sondern geometrisch:
r_gesamt = sqrt((90 nV)^2+(6 nV/K*12K)^2) = 115.2562 nV
Nun ist
115.2562nV/2.4nV (1 LSB) = 48.0234 LSB
und
log2(48.0234) = 5.5857 bit
damit sollten mMn etwa 6 bit durch Rauschen verloren gehen. 23 bit - 6 bit = 17 bit, was (1/(2^17))*100% = 0.00076% Auflösung entspricht, und damit noch fast eine Größenordung unter den (optimistisch) angenommenen Werten für die Wägezelle liegt. Das war zumindest der Hintergrund meiner Argumentation oben, als ich die Wägezelle für den "begrenzenden Faktor" hielt. Was sehe ich da Deiner Ansicht nach falsch?
Mein Punkt war aber eh ein anderer: die Frage ist doch, ob man - insb als Anfänger - etwas diskret Aufgebautes hingefummelt bekommt, das besser als eine integrierte Lösung zB in Form dieses HX711 ist. Ich als jemand ohne viel Wissen im Bereich Analogtechnik wäre da zumindest für mich erstmal skeptisch.
Gruß
Malte
Hallo,
Wie/warum und was muß geändert werden damit es doch geht ?
Das habe ich im Thread bereits irgendwo erwähnt. Das Hauptproblem des Drucksensor ist, dass er bei konstanter Last trotzdem sein Signal ändert. Er "kriecht" kontinuierlich in eine Richtung. Die kriechende Änderung ist so groß, dass ich nicht untercheiden kann, ob die Änderung durch weiteres Einschenken, oder durch den Sensor selbst kommt. Weiterhin ist die Höhe dieser Änderung abhängig vom Druck der auf dem Sensor lastet. Das ganze ist also eigentlich unmöglich herauszurechnen.
@Peter: Danke für die Erklärung der Erregerspannung. Manchmal sieht man den Wald vor lauter Bäumen nicht. Es steht ja eindeutch mV/V. Wegen der Temperaturkonstanz würde die Messbrücke immer mit Spannung versorgen. Spricht etwas gegen diese Vorgehensweise?
Deine Berechnung zu den 24 Bit ist schon wieder ernüchternd. Gehen wir mal von 10V Erregerspannung aus. Ich habe also 2,2µV / g. Das kling echt nicht viel. Wenn man es mal hinschreibt merkt man erst wie wenig das ist.
Bei meiner Berechnung habe der Auflösung ich das Vorzeichen bereits berücksichtigt. Aber deine Werte sind trotzdem ernüchternd.
Bei einer Auflösung von 2^23 komme ich auf 2,4nV / digit. 90nV Rauschen ergibt 37 digits bzw. eigentlich 6 Bits. Das mit der Temperatur müsste man doch mit einem Sensor rausrechnen können oder? Ein weiterer NTC an einem ADC sollte das Problem lösen. Bleiben gut gerechnet 16 Bit Auflösung, bzw. 305nV / digit. Oder anders gesehen: bei 2,2µV / g und 305nV / digit sollte noch genug "Headroom" bieten für Rauschen und anderes.
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
09.11.2014, 16:06
Hallo Malte,
ich verstehe Deine Rechnung nicht ganz, deswegen frage ich zunächst dazu nach. Die Rauschvorgänge werden durch Verteilungen charkaterisiert, deswegen muss man für die Rauschspannungen mMn anders addieren als Du es tust, nämlich nicht linear sondern geometrisch:
Ich habe es nur im Kopf überschlagen und auf ganze Bits gerundet.
Ich wollte nur abschätzen, was von den anfänglich beeindruckenden 24 Bit, so übrig bleibt.
Um genau zu rechnen, müsste man auch noch den Teilbereich, welcher die Messzelle tatsächlich ausnutzt einbeziehen.
Ein anderes Problem ist, dass im Datenblatt nur typische Werte stehen.
Man hat also keinen Bezug zur garantierten Streuung, bzw. wie gut die den Herstellungsprozess im Griff haben. Somit kann man gar nicht wirklich genau rechnen, sondern nur schätzen oder Prototypen selber ausmessen :-(
NS hatte in Ihren Datenblättern nicht nur Min, Max und Typisch unterschieden, sondern auch Parameter welche garantiert und in der Fabrikation gemessen wurden und solche die sich, rechnerisch, aus dem Design ergeben.
Von manchen Herstellern hatte ich in meinem Leben auch schon Working Samples. Da bekommt man im allgemeinen ein Liste mit den von Hand vermessenen Parametern, meist eine Kopie einer ganzen Liste, nicht nur von den 2 Stück die man ergattern konnte.
Bei manchen Herstellern ist dann zum Datenblatt wenig Abweichung zu den typischen Werten, bei anderen ist sehr viel Luft, zu dem was im Datenblatt garantiert wird.
Bei einem Hersteller hatte ich deshalb mal ein Problemchen, sogar mit Chips aus der Serie.
Der Datenerhalt fürs RAM war mit 2V angegeben. Tatsächlich haben die Dinger, bei Raumtemperatur, die Daten noch mit 200mV sicher gehalten.
MfG Peter(TOO)
- - - Aktualisiert - - -
Hallo Andreas,
Das habe ich im Thread bereits irgendwo erwähnt. Das Hauptproblem des Drucksensor ist, dass er bei konstanter Last trotzdem sein Signal ändert. Er "kriecht" kontinuierlich in eine Richtung. Die kriechende Änderung ist so groß, dass ich nicht untercheiden kann, ob die Änderung durch weiteres Einschenken, oder durch den Sensor selbst kommt. Weiterhin ist die Höhe dieser Änderung abhängig vom Druck der auf dem Sensor lastet. Das ganze ist also eigentlich unmöglich herauszurechnen.
Aber in %/K sollte es konstant sein!
Zur Temperaturkompensation ist aber noch ein zusätzlicher Widerstand auf dem Drucksensor vorhanden.
Aber ich habe dir da schon geschrieben, dass man das Datenblatt braucht um Kompensieren zu können.
Das Andere ist noch, wie viel Drift vom Sensor kommt und wie viel vom Verstärker.
Ein Teil des Verstärkerdrifts kommt von der allgemeinen Erwärmung. Ein anderer Teil hängt dann noch vom Schaltzustand ab. Bei einer Gegentakt-Stufe und DC wird nur ein Transistor warm, wechselt die Polarität des Signals muss der andere Transistor erst mal warm werden....
Mit der Erwärmung der Endstufe, ändert sich aber auch die Chiptemperatur, was bei einem OV dann wiederum um Einfluss auf die Eingänge (Leckstrom, Offset) hat.
MfG Peter(TOO)
Hallo!
Ich habe es nur im Kopf überschlagen und auf ganze Bits gerundet.
Ich wollte nur abschätzen, was von den anfänglich beeindruckenden 24 Bit, so übrig bleibt.
Das ist ja auch völlig okay, allerdings sind 17 bit vs 12 bit natürlich schon ein erheblicher Unterschied. Zu ganz so viel Pessimismus besteht also sachlich mMn kein Anlass :-).
Gruß
Malte
Wegen der Temperaturkonstanz würde die Messbrücke immer mit Spannung versorgen. Spricht etwas gegen diese Vorgehensweise?
Ich würde die Speisespannung der Meßbrücke periodisch umpolen und die Differenz der Meßspannungen auswerten. Damit umschiffst Du den Einfluß von Offsetspannungen im Meßverstärker und die Auflösung verdoppelt sich.
Hallo,
es geht endlich weiter bei diesem Projekt. Nachdem die Bestellung der Wägezelle bei Amazon 2 mal jeweils nach 2 Wochen Wartezeit vom Verkäufer einfach ohne Angabe eines Grunds storniert wurde habe ich nach Alternativen gesucht. Leider gab es nur ähnliche (günstige) Wärezellen aus Fernost. Also nochmal ein paar Wochen Wartezeit. Aber jetzt ist endlich alles da. Die Schaltung steht mittlerweile und funktioniert. Es läuft ein ATmega8 und steuert ein LCD-Display an. Als Messwandler habe ich den HX711 verwendet. Die Wägezelle hat die Bezeichnung YZC-1B und kann 5 kg. Hier sind die Daten dazu:
Input resistance 402±6
Output resistance 350±3
Total error %F.S =±0.030
Insulation resistance 5000
Rated output MV/V 2.0±0.15
Excitation voltage V 10~15
Compensated temperature range -10~+40
Operating temperature range -35~+80
Temperature effect on zero %F.S/ 0.003
Creep %F.S/30min 0.03
Temperature effect on sensitivity %F.S/ 0.0016
Zero output %F.S ±1.0
Safe overload %F.S 150
Load cell material Aluminum
Hier noch ein Bild meines Versuchsaufbau bis jetzt. Im Hintergrund sieht man die Schaltung und das LCD-Display:
29555
Jetzt muss ich mir für diese Zelle erst mal eine kleine Mechanik bauen, damit ich weitere Versuche machen kann. Ich halte euch auf dem laufenden.
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
27.12.2014, 18:26
Hallo Andreas,
29555Jetzt muss ich mir für diese Zelle erst mal eine kleine Mechanik bauen, damit ich weitere Versuche machen kann. Ich halte euch auf dem laufenden.
Da genügt eine Schraubzwinge ;-)
Wichtig ist, dass der Bereich mit der Ausfräsung frei liegt, also die Zelle etwas weiter nach links schieben.
Am linken Ende kannst du dann dein Glas drauf stellen oder an einer Schnur Gewichtssteine dran hängen.
Auch hier ist wichtig, dass der Bereich mit der Ausfräsung frei bleibt.
MfG Peter(TOO)
Hi,
Als Messwandler habe ich den HX711 verwendet.
Das ist vermutlich eine ganz gute Wahl, das verringert den Schaltungsaufwand deutlich. Ich baue auch gerade eine Waage auf Basis von diesem IC, bin im Moment dabei das System zu kalibrieren. Ansonsten ist es eigentlich fertig.
Wir hatten hier ja auch mal kurz die Diskussion um das Rauschen des Systems. Ich habe das mal auf naive Art gemessen: Zum einen habe ich den Messeingang vom HX711 über einen 1k Widerstand kurzgeschlossen, weil meine Wägezelle eine Ausgangsimpedanz von ca. 1k hat. Zum anderen habe ich die Wägezelle angeschlossen. Für beide Fälle habe ich die vom HX711 ausgegebenen Daten für ca 45 Minuten aufgezeichnet. Ich habe die Rohdaten mit tiefpassgefilterten und ausreißerbereinigten Daten verglichen. Dann kommt etwa folgendes heraus:
29556
Gefiltert komme ich also auf 3.18 Bit Noise ohne Zelle und auf 4.11 Bit mit Zelle. In welches "Gewichtsrauschen" sich das übersetzt, hängt dann natürlich von der verwendeten Zelle ab. Insgesamt spielen auch noch zusätzliche Faktoren mit rein, die Genauigkeit und Präzision der Messung beeinflussen.
Gruß
Malte
Hallo,
@Peter: Der Aufbau mit der Schraubzwinge würde gehen, aber die Fläche für das Glas ist doch mehr als wackelig. Da möchte ich schon einen kleinen "Teller" anschrauben. Das Problem ist, dass ich im Urlaub zuhause nicht an die nötigen Mittel zur Verfügung habe. Es fehlt schon an den M6er Schrauben... Und stänig ist ein Feiertag, also Baumarktverwigerung! ;-)
Ich habe immer mit meiner Lötzinnrolle als Gewicht probiert, aber die ist mir so oft runtergefallen. Mit einem Glas mit Wasser drin würde ich schnell frust schieben. Das ganze sollte schon etwas Stabilität haben. Aber keine Eile. In der Theorie und Programmierung sind noch genug Bauistellen:
Ich habe meine Lötzinnrolle mit der Küchenwaage gewogen und damit schnell mal den Faktor von ADC-Wert und Gewicht berechnet (750 in meinem Fall). Heute habe ich versucht diesen per Rechnung zu bestätigen, komme aber auf einen ganz anderen Wert:
Berechnung von Avdd:
VBG (Bandgap-Spannung) aus dem Datenblatt des HX711: 1,25V
R1 (bestückt): 8,2k
R2 (bestückt): 20k
ergibt laut Formel im Datenblatt des HX711 eine analoge Versorgungsspannung (Avdd) von 4,3V.
Bezogen auf die 24 Bit des ADC also eine Auflösung von 260nV.
Wägezelle:
Laut Datenblatt eine Empfindlichkeit von 2mV/V ergibt bei 4,3V eine Spannung von 8,6mV bei Vollbelastung.
Die Zelle ist mit 5kg angegeben, also eine Ausgangsspannung von 1,7µV pro Gramm.
Diese Spannung wird im HX711 noch per Gain (64) auf 110µV verstärkt und dann gewandelt.
Damit komme ich auf einen ADC-Wert von 430 pro Gramm.
Dieser Wert liegt leider fast um die Hälft neben meinem durch Versuch ermittelten Wert. Findet jemand meinen Fehler?
Mir ist nicht ganz klar, warum der Sensor einen Messbereich von +/-20mV bzw. +/-40mV (je nach Gain) angibt, wenn dieser doch eh von Avdd abhängig sein soll.
Noch ein paar Gedanken zum Rauschen (danke malthy für deine Messungen):
Gehen wir von 5 Bit Rauschen aus, also einen "Verlust" von 32 ADC-steps rauscht es um 8,2µV bzw. 75mg. (Milligramm) Kommt das hin? Das kommt mir auch sehr wenig vor.
Viele Grüße
Andreas
Hi,
[...] R1 (bestückt): 8,2k [...] R2 (bestückt): 20k [...] ergibt laut Formel im Datenblatt des HX711 eine analoge Versorgungsspannung (Avdd) von 4,3V.
Strenggenommen hast Du glaube ich R1 und R2 vertauscht, im Datenblatt steht nämlich mMn die Rechenvorschrift falsch: VFB sieht die Spannung über R2, deswegen muss in der Rechenvorschrift R2 in den Nenner. Dein Ergebnis ist aber trotzdem richtig :-).
Bezogen auf die 24 Bit des ADC also eine Auflösung von 260nV.
Da weiß ich nicht was Du damit meinst. Ich sehe was Du gerechnet hast, der Sache nach macht das aber keinen Sinn. Die 4.3V sind einfach nur die Spannung, die der in den HX711 integrierte Linearregaler ausgibt, das hat nichts mit dem ADC zu tun.
1,7µV pro Gramm
Ich komme auf das gleiche Ergebnis für Deine Zelle.
Diese Spannung wird im HX711 noch per Gain (64) auf 110µV verstärkt [...]
Das habe ich eigentlich anders verstanden. Ein Gain von 128 bedeutet mMn dass ein Eingangsspannungsbereich von +/- 20 mV auf 24 Bit umgelegt werden, bei Gain 64 entsprechend +/- 40 mV. So gerechnet komme ich auf einen ADC Wert von 1426/g. Dazu wird aber Deine Zelle vermutlich einen Offset haben, der HX711 hat außerdem einen. Im übrigen glaube ich dass die Angaben zu den billigen Wägezellen schlicht und einfach irgendwo abgeschrieben sind und durchaus falsch sein können. Bei den Daten zu meiner Zelle stimmten die angegebenen Impedanzen zB überhaupt nicht.
Mir ist nicht ganz klar, warum der Sensor einen Messbereich von +/-20mV bzw. +/-40mV (je nach Gain) angibt, wenn dieser doch eh von Avdd abhängig sein soll.
siehe oben, AVDD ist die Sapnnung die der Linearregler des HX711 ausgibt und hat nichts mit dem Messbereich des ADC zu tun.
Gehen wir von 5 Bit Rauschen aus, also einen "Verlust" von 32 ADC-steps rauscht es um 8,2µV bzw. 75mg. (Milligramm) Kommt das hin? Das kommt mir auch sehr wenig vor.
Die von mir gemessenen knapp 6 Bit Rauschen für den kurzgeschlossenen Verstärker passend überraschend gut zu den 90 nV RMS aus dem Datenblatt. Der gleitende Mittelwert auf den Daten drückt das Rauschen dann nochmal erheblich. Ich lese den Sensor mit 80 Hz aus und mittel über 100 Samples (tatsächlich mach ich auch eine rudimentäre Ausreißerkorrektur). So komme ich auf die gut 4 Bit Rauschen mit meiner Zelle. Das beschreibt ja aber erstmal nur die Streuung der Werte über 45 Minuten. Tatsächlich beobachte ich einen erheblichen Drift über längere Zeiträume (sorry, noch kein Diagramm gemacht), deren Ursache ich nicht kenne. Ich werde das parallel nochmal mit der Raumtemperatur messen, um eine Idee von dem Einfluss zu bekommen. Darüber hinaus weisen die Wägezellen auch ein "Kriechen" (Creep) auf, das die Brückenspannung driften lässt. Damit kenne ich mich aber noch nicht näher aus. Das alles ist aber für meine Anwendung nicht so wild, weil man für eine kurze Messung vorher eh mal Tara drücken wird :-).
Gruß
Malte
Hallo Malte,
Strenggenommen hast Du glaube ich R1 und R2 vertauscht, im Datenblatt steht nämlich mMn die Rechenvorschrift falsch: VFB sieht die Spannung über R2, deswegen muss in der Rechenvorschrift R2 in den Nenner. Dein Ergebnis ist aber trotzdem richtig :-).
Stimmt, den Vertauscher habe ich bemerkt und hier gleich richtig geschrieben. Die 4,3V habe ich aber auch nachgemessen.
Das habe ich eigentlich anders verstanden. Ein Gain von 128 bedeutet mMn dass ein Eingangsspannungsbereich von +/- 20 mV auf 24 Bit umgelegt werden, bei Gain 64 entsprechend +/- 40 mV.
Das habe ich aus dem Block-Schaltbild im Datenblatt anders verstanden:
29559
Nach dem Eingangs-Muxer kommt direkt ein Gain, der das Signal verstärkt. Kannst du mir die Stelle nennen, an der es steht wie von dir beschrieben?
So gerechnet komme ich auf einen ADC Wert von 1426/g.
Auch für diesen Wert wäre ich für eine nähere Erklärung dankbar. Nehmen wir mal an deine Funktionsweise vom ADC stimmt und bleiben wir beim Gain von 64, also einem Messbereich von +/-40mV. Das bedeutet eine Spannung von 80mV aufgeteilt auf 24 Bit, also 4,8nV pro Bit. Die 1,7µV pro Gramm für meine Zelle hast du bestätigt. Somit komme ich auf einen Wert von 360 pro Gramm. Das doppelte davon kommt aber schon verdächtig Nahe an meinen Wert von 720. Wo ist denn hier schon wieder mein Denkfehler?
Dazu wird aber Deine Zelle vermutlich einen Offset haben, der HX711 hat außerdem einen.
Das habe ich berücksichtigt. Ich mache am Anfang ein Tara über ein paar Sekunden und addiere die Werte vom ADC, auch die negativen, und teile dann durch die Anzahl der Messungen. Von diesem Tara zeige ich dann mein Gewicht an. Ist bei dieser Vorgehensweise vielleicht schon wieder ein Denkfehler?
Im übrigen glaube ich dass die Angaben zu den billigen Wägezellen schlicht und einfach irgendwo abgeschrieben sind und durchaus falsch sein können.
Das wäre natürlich doof.
Viele Grüße
Andreas
- - - Aktualisiert - - -
Nachtrag:
Ich nehme alles zurück. Gestern Abend war es wohl zu spät. Ich habe noch mal in meine Software geschaut. Irgendwann habe ich wohl "zum spielen" den Gain auf 128 geändert. Somit passt der Wert von 720 pro Gramm, und er ist ziemlich nahe an dem von mir ermittelten Wert von 750.
Viele Grüße
Andreas
Peter(TOO)
28.12.2014, 15:15
Hallo Malte,
Irgendwo habe ich mal überschlagsmässig berechnet, dass Absolut und über Alles nur etwa 12-14 gültige Bits übrig bleiben.
Verbessern kann man dann, wie du es machst über einen Mittelwert und das Rauswerfen von Ausreissern.
evtl. kannst du die Drift noch durch eine Temperaturmessung etwas verbessern.
MfG Peter(TOO)
Hi,
Nach dem Eingangs-Muxer kommt direkt ein Gain, der das Signal verstärkt. Kannst du mir die Stelle nennen, an der es steht wie von dir beschrieben?
Die Struktur des ICs ist natürlich so wie im Blockschaltbild beschrieben. Die Frage ist ja nur wie die ±20mV bzw ±40mV zu lesen sind. Ich beziehe das direkt auf die Eingangsempfindlicheit zB auch wegen des Satzes aus dem DB (Steite 1):
Channel A can be programmed with a gain of 128 or 64, corresponding to a full-scale differential input voltage of ±20mV or ±40mV respectively
Auch für diesen Wert wäre ich für eine nähere Erklärung dankbar.
Ja, entschuldige, da habe ich in meiner Rechnung Unsinn mit dem Vorzeichenbit gemacht. Ich rechne (hoffentlich richtig) so: (1.7e-6 V/40e-3V)*2^24 = 713, das wäre der Fall für ±20mV d.h.128x Gain. Ich glaube damit sind wir uns dann einig, oder? :-)
Irgendwo habe ich mal überschlagsmässig berechnet, dass Absolut und über Alles nur etwa 12-14 gültige Bits übrig bleiben.
Du meinst evnt hier (https://www.roboternetz.de/community/threads/66026-Gewichtsmessung-f%C3%BCr-Cocktails/page5?p=607802&viewfull=1#post607802)? Ich hatte dann folgendermaßen (https://www.roboternetz.de/community/threads/66026-Gewichtsmessung-f%C3%BCr-Cocktails/page5?p=607806&viewfull=1#post607806) geantwortet, weil ich Deine Rechnung nicht ganz nachvollziehbar fand. Dass das, was ich in dem Diagramm oben darstelle nicht die endgültige Genauigkeit des Gesamtsystems darstellt, ist klar - insbesondere wenn man dann noch berücksichtigt, dass die Kalibrierung selbst auch wieder fehlerbehaftet ist.
evtl. kannst du die Drift noch durch eine Temperaturmessung etwas verbessern.
Ja, da wollte ich nochmal abklären, welchen Einfluss die Temperatur auf die Drift hat, und was davon das Kriechen der Zelle ist. Leider habe ich in der ersten Version des PCBs für meine Waage eine Temperaturmessung nicht vorgesehen, das wäre vllt für Rev. 2 nochmal eine sinnvolle Ergänzung :-). So weit ich es im Moment sehe, ist die Drift aber deutlich langsamer als für mich relevant, typischerweise drückt man vor einer Wägung ja eh einmal auf Tara. Ansonsten hatte ich auch schon überlegt ob man noch einen ganz leichten Hochpass mit integriert, keine Ahnung ob der die Drift sinnvoll eleminieren kann.
Gruß
Malte
Peter(TOO)
29.12.2014, 03:38
Hallo,
Hier mal das Datenblatt:
http://www.dfrobot.com/image/data/SEN0160/hx711_english.pdf
Die ±20mV/±40mV gelten für AVdd = 5V
Unter "Full scale differential input range" wird angegeben: ±0.5(AVDD/GAIN)
Ergibt bei Gain = 128 und AVdd = 5V --> ±19.53mV
AVdd wird die Versorgungsspannung des Verstärkers sein, bei höheren Pegeln wird der dann übersteuert.
Andreas betreibt die Zelle jetzt aber mit 4.3V = AVdd
dann sind es aber nur noch
±16.79mV ( Gain = 128 ) bzw. ±22.59mV ( Gain = 64 )
Allerdings sollte man diese Werte nicht ganz ausreizten, ein bisschen Luft für Drift (Alterung, Offset usw.) sollte man schon noch lassen.
MfG Peter(TOO)
Hallo Peter!
Unter "Full scale differential input range" wird angegeben: ±0.5(AVDD/GAIN) [...] dann sind es aber nur noch ±16.79mV ( Gain = 128 ) bzw. ±22.59mV ( Gain = 64 ) [...]
Vielen Dank, das habe ich bisher auch übersehen!
Gruß
Malte
Hallo,
ich wollte euch mal meinen aktuellen Versuchsaufbau zeigen:
29582
29583
Ich bin sehr zufrieden damit. Die Anzeige ist sauschnell und sehr genau auf die cl gesehen. Ich habe jetzt stundenlang verschiedenste Mengen dosiert und die waren alle perfekt. Man merkt, wenn man schnell einschenkt wie die Anzeige etwas "nachfedert" wie bereits hier im Thread genannt wurde. Das stört aber überhaupt nicht, da man automatisch langsamer einschenkt wenn das Ziel fast erreicht ist und somit das "Federn" überhaupt nicht mehr relevant ist.
Jetzt heißt es nur noch Kommunikation zum PC/Tablett für die Rezepteverwaltung und ein schönes Gehäuse bauen.
Vielen Dank an alle, die hier mitgedacht und mitgeholfen haben. Wenn das Projekt fertig ist werde ich bestimmt noch mal ein paar Bilder und/oder Videos hier einstellen.
Viele Grüße
Andreas
oberallgeier
03.01.2015, 18:09
... mal meinen aktuellen Versuchsaufbau zeigen: ... Ich habe jetzt stundenlang verschiedenste Mengen dosiert ...Hmmmm - Mengen nach Rezept?? Mit verschiedensten Alkoholika? Hmmmmmmmm.
Auf jeden Fall: Gratulation zum Erfolg !
Hmmmm - Mengen nach Rezept?? Mit verschiedensten Alkoholika? Hmmmmmmmm.
Ääääh, das war (leider) erst mal alles nur mit Wasser. Aber die Tests mit Alkoholika werden bestimmt viel interessanter. (Alleine schon das cl Gewicht jedes Likörs zu ermitteln. Wegschütten kann man das gute Zeug ja dann nicht... ;-) )
RoboHolIC
04.01.2015, 22:52
Hallo Bumbum.
Cocktails und Alllohoooll sind nicht meine Welt; viel Spaß mit Maß dabei!
Mich interessieren eher die anderen neun Ziffern. Die Nullen lassen einen interessanten, stylishen Zeichensatz erwarten. Ich habe mich ja auch schon mit Großziffern über drei Matrixzeilen hinweg mit <= acht selbstdefinierten Zeichen beschäftigt. Das Ergebnis war sehr 'brav', konventionell.
Kann man diesen Zeichensatz schon anderweitig bestaunen ( Bibliotheksfunktion?) oder ist das deine eigene Schöpfung?
Gruß
RoboHolIC
Hallo RoboHoIC,
die 9-stelligen Nummer sind einfach die Roh-Daten (D) aus dem HX711 und der zugehörige Tara-Wert (T). Die großen Ziffern sind nicht unbedingt hübsch und sind eine Eigenkreation. Eine Bibliothek gibt es leider nicht dazu. Ich habe mir den Zeichensatz selbst "gezeichnet" mithilfe der 8 frei konfigurierbaren Zeichen und zusätzlichen Zeichen im Display. Ist nichts wildes. Bei Bedarf kann ich die entsprechenden Codestellen mal raus kopieren. Soweit ich es jetzt aber im Kopf habe funktioniert es nur mit diesem Display-Typ (Controller KS0073), da dieser bereits nötige Zeichen im Zeichensatz hat was andere Displays nicht haben und somit die 8 definierbaren Zeichen nicht mehr ausreichend sind.
Zum Einschenken nutze ich allerdings eine Balkenanzeige. Damit habe ich perfekte Ergebnisse beim einschenken erzielt. Wenn man etwas aufpasst schafft man auf max +/- 0,5cl genau einzuschenken. Mal schauen, ob das nach ein paar Cocktails immer noch der Fall ist. ;-)
Das Display wird im endültigen Gehäuse auch unterhalb des Plexiglas sitzen. Überall wo kein Display ist werde ich das Plexi von hinten lackieren. Das gibt einen sehr gutes optisches Finish. Aber bis dahin ist es noch ein gutes Stück Arbeit. Aktuell habe ich die Anbindung zum PC fertig und eine einfache Software zur Auswahl der Cocktails und senden der Zutaten an die Waage.
Viele Grüße
Andreas
RoboHolIC
05.01.2015, 22:29
Hallo Andreas.
. . . funktioniert es nur mit diesem Display-Typ (Controller KS0073), da dieser bereits nötige Zeichen im Zeichensatz hat was andere Displays nicht haben und somit die 8 definierbaren Zeichen nicht mehr ausreichend sind.
Das war auch mein spontaner Eindruck. Dann ist dieser Zeichensatz für mich leider nicht verwendbar.
. . . Balkenanzeige . . . perfekte Ergebnisse beim einschenken . . . das Plexi von hinten lackieren. Das gibt einen sehr gutes optisches Finish . . .
Man spürt deine Vorfreude, den Stolz auf die Fertigstellung in spe und ein sehr befredigendes Gesamtergebnis mit realem Nutzwert.
Ich freue mich mit dir, weil ich das (zwar bisher nur in einem Fall, aber dafür täglich zweimal) auch so empfinde, nämlich bei meinem Eigenbau-Wecker.
Gruß
Christian.
Hallo,
wieder mal ein kleiner Zwischenbericht von mir. Das gelaserte und gekannte Gehäuse aus Alu ist mittlerweile fertig und wurde das erste mal "anprobiert":
29752
29753
29754
Als nächstes werden die Ecken verschweißt und das Gehäuse pulverbeschichtet. Die Farbe muss ich mir noch aussuchen. Das ist zur Zeit das schwierigste... Dann kann ich die Elektronik ordentlich einbauen. (Und nicht mit Heißkleber auf Holzplatte) Das Display kommt an den Deckel, damit es bündig abschließt. Die Plexi-Scheibe wird wie gesagt noch von unten lackiert.
Während der Wartezeit auf das Gehäuse habe ich viel Programmier-Arbeit in die Software für das Tablett gesteckt, das die Rezepte auswählen lässt und via USB an die Waage überträgt. Langsam sieht man wo es hin soll. Fertig bzw. vorzeigbar ist es aber leider noch nicht.
Die Waage funktioniert übrigens auch stand-alone. Einfach Spannung via USB dran und man kann Flüssigkeiten in cl abmessen. Ein wasserdichter Tara-Taster kommt noch auf die Rückseite.
Ich werde weiter berichten.
Viele Grüße
Andreas
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