وجهات النظر: 222 المؤلف: تينا النشر الوقت: 2024-11-11 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
>> الخطوة 2: إرفاق مقاييس الإجهاد
>> الخطوة 3: توصيل أجهزة قياس الضغط
>> الخطوة 4: إعداد مكبر الصوت لخلية التحميل
>> الخطوة 5: الاتصال بـ Arduino
● اختبار خلية التحميل الخاصة بك
● تطبيقات خلية التحميل الخاصة بك
● استكشاف الأخطاء وإصلاحها القضايا المشتركة
● خاتمة
>> 1. ما هي خلية التحميل ، وكيف تعمل؟
>> 2. هل يمكنني استخدام أي نوع من المعدن لخلية التحميل؟
>> 3. كيف أعرف ما إذا كان يتم معايرة خلية التحميل الخاصة بي بشكل صحيح؟
>> 4. ماذا علي أن أفعل إذا كانت قراءات خلية التحميل الخاصة بي غير متسقة؟
>> 5. هل يمكنني استخدام خلية تحميل لتطبيقات أخرى غير الوزن؟
يمكن أن يكون إنشاء خلية التحميل الخاصة بك مشروعًا مجزيًا ، خاصةً للمهتمين بالمشاريع الإلكترونيات أو الهندسة أو DIY. خلية التحميل هي نوع من محول الطاقة الذي يحول قوة إلى إشارة كهربائية. ستوجهك هذه المقالة خلال عملية صنع خلية التحميل الخاصة بك ، بما في ذلك المواد اللازمة ، وعملية البناء ، وكيفية معايرةها للقياسات الدقيقة.
قبل الغوص في عملية البناء ، من الضروري أن نفهم ما أ خلية التحميل وكيف تعمل. تستخدم خلايا الحمل بشكل شائع في موازين الوزن والتطبيقات الصناعية وأنظمة القياس المختلفة. وهي تتكون عادةً من عنصر معدني يتشوه تحت الحمل ، ويتم قياس هذا التشوه باستخدام مقاييس الإجهاد.
هناك عدة أنواع من خلايا التحميل ، بما في ذلك:
1. خلايا تحميل مقياس السلالة: هذه هي النوع الأكثر شيوعًا ، وذلك باستخدام مقاييس الإجهاد لقياس التشوه.
2. خلايا الحمل الهيدروليكية: تستخدم هذه ضغط السوائل لقياس الوزن.
3. خلايا الحمل الهوائية: هذه تستخدم ضغط الهواء لقياس.
4. خلايا الحمل السعودية: هذه التغييرات في السعة بسبب التشوه.
بالنسبة لهذا المشروع ، سوف نركز على إنشاء خلية تحميل مقياس الإجهاد ، لأنها النوع الأكثر سهولة والاستخدام على نطاق واسع.
لبناء خلية التحميل الخاصة بك ، ستحتاج إلى المواد التالية:
- مقاييس الإجهاد: هذه هي المكونات الرئيسية التي ستقيس تشوه خلية الحمل.
- شعاع أو لوحة معدنية: هذا سيكون بمثابة عنصر الحمل. يستخدم الألومنيوم أو الصلب بشكل شائع.
- لاصق: مادة لاصقة قوية ، مثل الايبوكسي ، لتوصيل مقاييس الإجهاد بالشعاع المعدني.
- الأسلاك: لتوصيل مقاييس الإجهاد بدائرة القياس.
- Arduino أو Microcontroller: لقراءة الإخراج من خلية التحميل.
- تحميل مضخم خلية: مثل HX711 ، لتضخيم الإشارة من مقاييس الإجهاد.
- مزود الطاقة: لتشغيل Arduino ومكبر الصوت.
- الأسلاك اللوحية والأسلاك الطائر: للنماذج الأولية للدائرة.
ابدأ بقطع شعاعك المعدني أو الصفيحة إلى الحجم المطلوب. تعتمد الأبعاد على الحد الأقصى للحمل الذي تنوي قياسه. يبلغ طول الحجم الشائع للمشاريع الصغيرة حوالي 10 سم وعرضه 2 سم. سمك الشعاع مهم أيضا. يمكن لحزمة أكثر سمكا التعامل مع المزيد من الحمل ولكن قد تتطلب معايرة أكثر دقة.
1. تنظيف السطح: تأكد من أن سطح الشعاع المعدني نظيف وخالي من أي حطام أو شحوم. هذه الخطوة مهمة لضمان وجود رابطة قوية بين مقاييس الإجهاد والمعادن.
2. ضع مقاييس الإجهاد: ضع مقاييس الإجهاد على الحزمة حيث تتوقع حدوث أكبر تشوه. عادةً ما يكون هذا في مركز الحزمة لتحميل موحد. يمكنك استخدام مقاييس الإجهاد المتعددة لتحسين الدقة.
3. تطبيق المادة اللاصقة: استخدم مادة لاصقة قوية لتوصيل مقاييس الإجهاد بالشعاع المعدني. اتبع تعليمات الشركة المصنعة لعلاج الوقت. تأكد من محاذاة المقاييس بشكل صحيح لزيادة الحساسية.
بمجرد إرفاق مقاييس الإجهاد بشكل آمن ، ستحتاج إلى توصيلها. عادةً ما يتم توصيل مقاييس الإجهاد في تكوين جسر Wheatstone لتحسين الدقة والحساسية.
1. قم بتوصيل الأسلاك: استخدم الأسلاك الدقيقة لتوصيل مقاييس الإجهاد وفقًا لتكوين Wheatstone Bridge. يساعد هذا التكوين على إلغاء اختلافات درجة الحرارة وغيرها من الضوضاء.
2. اتصالات اللحام: تأكد من أن جميع الاتصالات يتم لحامها بشكل آمن لمنع أي اتصالات فضفاضة. يعد مفصل اللحام الجيد ضروريًا للقياسات الموثوقة.
1. قم بتوصيل مكبر الصوت: قم بتوصيل الإخراج من مقاييس الإجهاد بمكبر صوت خلية التحميل (على سبيل المثال ، HX711). سيعزز هذا المضخم الإشارة الصغيرة من مقاييس الإجهاد إلى مستوى يمكن أن يقرأه Arduino.
2. قم بتشغيل مكبر الصوت: قم بتوصيل مكبر الصوت بمصدر الطاقة ، مما يضمن أنه يطابق الجهد المطلوب. تعمل معظم مضخمات خلية التحميل عند 5V.
1. سلك Arduino: قم بتوصيل الإخراج من مضخم خلية التحميل إلى Arduino. عادةً ما تقوم بتوصيل البيانات ودبابيس الساعة من HX711 إلى Arduino.
2. رمز التحميل: استخدم مكتبة Arduino لـ HX711 لقراءة البيانات من خلية التحميل. هناك العديد من الأمثلة المتاحة عبر الإنترنت والتي يمكن أن تساعدك في البدء. تأكد من ضبط الكود لمطابقة تكوين الأسلاك المحددة.
المعايرة أمر بالغ الأهمية لضمان قياسات دقيقة. لمعايرة خلية التحميل الخاصة بك:
1. تطبيق الأوزان المعروفة: ابدأ بتطبيق الأوزان المعروفة على خلية الحمل وتسجيل الإخراج من Arduino. استخدم الأوزان التي يسهل قياسها ، مثل الأوزان القياسية من صالة الألعاب الرياضية أو مقياس المطبخ.
2. ضبط عامل المعايرة: استخدم القيم المسجلة لضبط عامل المعايرة في رمز Arduino حتى يتطابق الإخراج مع الأوزان المعروفة. قد تتطلب هذه الخطوة عدة تكرارات لتحقيق الدقة المطلوبة.
بمجرد معايرة ، حان الوقت لاختبار خلية التحميل الخاصة بك. تطبيق الأوزان المختلفة ومراقبة الإخراج على Arduino. تأكد من أن القراءات متسقة ودقيقة. إذا لاحظت تباينات ، فقم بإعادة النظر في عملية المعايرة. سيساعدك الاختبار مع مجموعة من الأوزان على فهم أداء وخلية التحميل.
الآن بعد أن نجحت في بناء خلية التحميل ومعايرتك بنجاح ، يمكنك استخدامها في تطبيقات مختلفة:
- موازين الوزن: دمجها في مقياس وزن رقمي للقياسات الدقيقة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا للاستخدام المنزلي ، مثل وزن مكونات الطهي أو قياس الأمتعة.
- قياس القوة: استخدمه في تجارب لقياس القوة المطبقة على كائن. يمكن أن يكون هذا مفيدًا بشكل خاص في البيئات التعليمية أو المشاريع البحثية.
- الروبوتات: تنفيذها في الأنظمة الآلية لمراقبة الحمل والتوازن. على سبيل المثال ، يمكن للروبوت استخدام خلية تحميل لضبط قبضته على كائن بناءً على الوزن الذي يكتشفه.
إذا واجهت مشكلات مع خلية التحميل الخاصة بك ، ففكر في نصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها التالية:
- قراءات غير متناسقة: تحقق من جميع الاتصالات وتأكد من إرفاق مقاييس الإجهاد بشكل آمن. يمكن أن تؤدي الاتصالات فضفاضة إلى تقلبات القراءات.
- لا يوجد إخراج: تحقق من أن مكبر الصوت مدعوم وتوصيله بشكل صحيح بـ Arduino. تأكد من تحميل الرمز وتشغيله بشكل صحيح.
- مشكلات المعايرة: إعادة النظر في عملية المعايرة والتأكد من أنك تستخدم أوزان دقيقة. إذا لزم الأمر ، قم بإعادة المعايرة باستخدام مجموعة مختلفة من الأوزان المعروفة.
بمجرد قيامك بنجاح ببناء خلية التحميل الخاصة بك ، قد ترغب في استكشاف ميزات أكثر تقدمًا:
- تسجيل البيانات: فكر في إضافة ميزة تسجيل البيانات إلى إعداد Arduino. هذا يمكن أن يسمح لك بتسجيل القياسات بمرور الوقت للتحليل.
-الاتصال اللاسلكي: قم بتنفيذ الاتصالات اللاسلكية (على سبيل المثال ، باستخدام Bluetooth أو Wi-Fi) لإرسال البيانات إلى جهاز كمبيوتر أو هاتف ذكي للمراقبة في الوقت الفعلي.
- خلايا تحميل متعددة: للتطبيقات الأكبر ، يمكنك توصيل خلايا تحميل متعددة لقياس نقاط القوة المختلفة. يمكن أن يكون هذا مفيدًا في الإعدادات الصناعية أو لأنظمة وزن أكثر تعقيدًا.
يعد بناء خلية التحميل الخاصة بك مشروعًا مرضيًا يعزز فهمك لأنظمة الإلكترونيات وأنظمة القياس. مع المواد المناسبة والبناء الدقيق ، يمكنك إنشاء خلية تحميل وظيفية لتطبيقات مختلفة. سواء بالنسبة للمشاريع الشخصية أو الأغراض التعليمية ، يمكن أن توفر خلية التحميل DIY هذه رؤى قيمة في عالم القوة وقياس الوزن.
خلية الحمل هي محول تحول تحول قوة إلى إشارة كهربائية. يتكون عادة من عنصر معدني يتشوه تحت الحمل ، ويتم قياس هذا التشوه باستخدام مقاييس الإجهاد. يمكن بعد ذلك معالجة إشارة الخرج لتحديد الوزن أو القوة المطبقة.
على الرغم من أنه يمكنك استخدام العديد من المعادن ، فإن الألومنيوم والصلب هما الخيارات الأكثر شيوعًا بسبب قوتها وتوافرها. سيؤثر اختيار المعدن على حساسية خلية الحمل وقدرة الحمل الأقصى.
يمكنك التحقق من المعايرة عن طريق تطبيق الأوزان المعروفة ومقارنة الإخراج من خلية الحمل إلى القيم المتوقعة. إذا كانت القراءات متسقة ودقيقة ، يتم معايرة خلية التحميل بشكل صحيح.
يمكن أن تكون قراءات غير متناسقة ناتجة عن اتصالات فضفاضة أو الأسلاك غير الصحيحة أو العوامل البيئية مثل تغيرات درجة الحرارة. تحقق من جميع الاتصالات ، تأكد من أن مقاييس الإجهاد متصلة بشكل آمن ، والنظر في استخدام بيئة أكثر استقرارًا للاختبار.
نعم ، يمكن استخدام خلايا الحمل في مختلف التطبيقات التي تتجاوز وزنها ، بما في ذلك قياس القوة في التجارب ، ومراقبة الحمل في الأنظمة الآلية ، وحتى في الأتمتة الصناعية لعمليات مراقبة الجودة.
