Quan điểm: 222 Tác giả: Tina xuất bản Thời gian: 2024-11-11 Nguồn gốc: Địa điểm
Menu nội dung
>> Bước 1: Chuẩn bị chùm kim loại
>> Bước 2: Gắn đồng hồ đo căng thẳng
>> Bước 3: Kết nối đồng hồ đo căng thẳng
>> Bước 4: Thiết lập bộ khuếch đại ô tải
>> Bước 5: Kết nối với Arduino
● Các ứng dụng của ô tải của bạn
>> 1. Một ô tải là gì và nó hoạt động như thế nào?
>> 2. Tôi có thể sử dụng bất kỳ loại kim loại nào cho ô tải không?
>> 3. Làm thế nào để tôi biết nếu ô tải của tôi được hiệu chỉnh chính xác?
>> 4. Tôi nên làm gì nếu các bài đọc ô tải của tôi không nhất quán?
>> 5. Tôi có thể sử dụng một ô tải cho các ứng dụng khác ngoài việc cân không?
Tạo ô tải của riêng bạn có thể là một dự án bổ ích, đặc biệt đối với những người quan tâm đến các dự án điện tử, kỹ thuật hoặc DIY. Một tế bào tải là một loại đầu dò chuyển đổi một lực thành tín hiệu điện. Bài viết này sẽ hướng dẫn bạn trong quá trình tạo tế bào tải của riêng bạn, bao gồm các vật liệu cần thiết, quy trình xây dựng và cách hiệu chỉnh nó để đo chính xác.
Trước khi lặn vào quá trình xây dựng, điều cần thiết là phải hiểu những gì Tế bào tải là và cách nó hoạt động. Các tế bào tải thường được sử dụng trong quy mô cân, ứng dụng công nghiệp và các hệ thống đo lường khác nhau. Chúng thường bao gồm một phần tử kim loại biến dạng dưới tải và biến dạng này được đo bằng đồng hồ đo biến dạng.
Có một số loại ô tải, bao gồm:
1. Các ô tải đo biến dạng: Đây là loại phổ biến nhất, sử dụng đồng hồ đo biến dạng để đo biến dạng.
2. Các tế bào tải thủy lực: Chúng sử dụng áp suất chất lỏng để đo trọng lượng.
3. Các tế bào tải khí nén: Chúng sử dụng áp suất không khí để đo.
4. Các tế bào tải điện dung: Các biện pháp này thay đổi điện dung do biến dạng.
Đối với dự án này, chúng tôi sẽ tập trung vào việc tạo ra một ô tải máy đo biến dạng, vì nó là loại dễ tiếp cận và được sử dụng rộng rãi nhất.
Để xây dựng ô tải của riêng bạn, bạn sẽ cần các tài liệu sau:
- Đồng hồ đo biến dạng: Đây là các thành phần chính sẽ đo biến dạng của ô tải.
- chùm hoặc tấm kim loại: Điều này sẽ đóng vai trò là phần tử chịu tải. Nhôm hoặc thép thường được sử dụng.
- Chất kết dính: Một chất kết dính mạnh, chẳng hạn như epoxy, để gắn các đồng hồ đo biến dạng vào chùm kim loại.
- Dây điện: Để kết nối các đồng hồ đo biến dạng với mạch đo.
- Arduino hoặc vi điều khiển: Để đọc đầu ra từ ô tải.
- Bộ khuếch đại tế bào tải: chẳng hạn như HX711, để khuếch đại tín hiệu từ các đồng hồ đo biến dạng.
- Cung cấp năng lượng: Để cung cấp năng lượng cho Arduino và bộ khuếch đại.
- Bánh mì và dây nhảy: Để tạo mẫu mạch.
Bắt đầu bằng cách cắt chùm kim loại hoặc tấm của bạn theo kích thước mong muốn. Các kích thước sẽ phụ thuộc vào tải tối đa bạn định đo. Một kích thước phổ biến cho các dự án nhỏ dài khoảng 10 cm và rộng 2 cm. Độ dày của chùm tia cũng rất quan trọng; Một chùm tia dày hơn có thể xử lý tải nhiều hơn nhưng có thể yêu cầu hiệu chuẩn chính xác hơn.
1. Làm sạch bề mặt: Đảm bảo bề mặt của chùm kim loại sạch và không có bất kỳ mảnh vụn hoặc mỡ. Bước này là rất quan trọng để đảm bảo liên kết mạnh giữa đồng hồ đo biến dạng và kim loại.
2. Vị trí Đồng hồ đo biến dạng: Đặt đồng hồ đo biến dạng trên chùm tia nơi bạn mong đợi biến dạng nhất xảy ra. Thông thường, đây là ở trung tâm của chùm tia cho tải đồng đều. Bạn có thể sử dụng nhiều đồng hồ đo biến dạng để cải thiện độ chính xác.
3. Áp dụng chất kết dính: Sử dụng chất kết dính mạnh để gắn đồng hồ đo biến dạng vào chùm kim loại. Thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất thời gian bảo dưỡng. Đảm bảo rằng các đồng hồ đo được căn chỉnh đúng cách để tối đa hóa độ nhạy.
Khi đồng hồ đo biến dạng được gắn an toàn, bạn sẽ cần nối chúng. Đồng hồ đo biến dạng thường được kết nối trong cấu hình cầu Wheatstone để cải thiện độ chính xác và độ nhạy.
1. Kết nối dây: Sử dụng dây tốt để kết nối các đồng hồ đo biến dạng theo cấu hình cầu Wheatstone. Cấu hình này giúp hủy bỏ các biến thể nhiệt độ và tiếng ồn khác.
2. Kết nối hàn: Đảm bảo tất cả các kết nối được hàn an toàn để ngăn chặn mọi kết nối lỏng lẻo. Một khớp hàn tốt là điều cần thiết cho các phép đo đáng tin cậy.
1. Kết nối bộ khuếch đại: Kết nối đầu ra từ đồng hồ đo biến dạng với bộ khuếch đại tế bào tải (ví dụ: HX711). Bộ khuếch đại này sẽ tăng tín hiệu nhỏ từ đồng hồ đo biến dạng lên một mức có thể được đọc bởi Arduino.
2. Công suất Bộ khuếch đại: Kết nối bộ khuếch đại với nguồn điện, đảm bảo nó phù hợp với điện áp cần thiết. Hầu hết các bộ khuếch đại tế bào tải hoạt động ở 5V.
1. Dây arduino: Kết nối đầu ra từ bộ khuếch đại tế bào tải với Arduino. Thông thường, bạn sẽ kết nối dữ liệu và các chân đồng hồ từ HX711 với Arduino.
2. Mã tải lên: Sử dụng thư viện Arduino cho HX711 để đọc dữ liệu từ ô tải. Có nhiều ví dụ có sẵn trực tuyến có thể giúp bạn bắt đầu. Đảm bảo điều chỉnh mã để phù hợp với cấu hình dây cụ thể của bạn.
Hiệu chuẩn là rất quan trọng để đảm bảo các phép đo chính xác. Để hiệu chỉnh ô tải của bạn:
1. Áp dụng các trọng số đã biết: Bắt đầu bằng cách áp dụng các trọng số đã biết vào ô tải và ghi lại đầu ra từ Arduino. Sử dụng trọng lượng rất dễ đo, chẳng hạn như trọng lượng tiêu chuẩn từ thể dục hoặc quy mô nhà bếp.
2. Điều chỉnh hệ số hiệu chuẩn: Sử dụng các giá trị được ghi lại để điều chỉnh hệ số hiệu chuẩn trong mã Arduino của bạn cho đến khi đầu ra khớp với các trọng số đã biết. Bước này có thể yêu cầu một số lần lặp để đạt được độ chính xác mong muốn.
Sau khi được hiệu chỉnh, đã đến lúc kiểm tra ô tải của bạn. Áp dụng các trọng số khác nhau và quan sát đầu ra trên Arduino. Đảm bảo rằng các bài đọc là nhất quán và chính xác. Nếu bạn nhận thấy sự khác biệt, hãy xem lại quá trình hiệu chuẩn. Kiểm tra với một loạt các trọng số sẽ giúp bạn hiểu được hiệu suất và hạn chế của ô.
Bây giờ bạn đã xây dựng và hiệu chỉnh thành công ô tải của mình, bạn có thể sử dụng nó trong các ứng dụng khác nhau:
- Cân cân: Tích hợp nó vào thang đo kỹ thuật số cho các phép đo chính xác. Điều này có thể hữu ích cho việc sử dụng tại nhà, chẳng hạn như cân các thành phần để nấu ăn hoặc đo hành lý.
- Đo lường lực: Sử dụng nó trong các thí nghiệm để đo lực áp dụng cho một đối tượng. Điều này có thể đặc biệt hữu ích trong các thiết lập giáo dục hoặc các dự án nghiên cứu.
- Robotics: Thực hiện nó trong các hệ thống robot để theo dõi tải và cân bằng. Ví dụ, một robot có thể sử dụng một ô tải để điều chỉnh độ bám của nó trên một đối tượng dựa trên trọng lượng mà nó phát hiện.
Nếu bạn gặp sự cố với ô tải của mình, hãy xem xét các mẹo khắc phục sự cố sau:
- Bài đọc không nhất quán: Kiểm tra tất cả các kết nối và đảm bảo các đồng hồ đo biến dạng được đính kèm an toàn. Kết nối lỏng lẻo có thể dẫn đến các bài đọc biến động.
- Không có đầu ra: Xác minh rằng bộ khuếch đại được cung cấp năng lượng và kết nối chính xác với Arduino. Đảm bảo rằng mã được tải lên chính xác và chạy.
- Các vấn đề hiệu chuẩn: Xem lại quá trình hiệu chuẩn và đảm bảo bạn đang sử dụng các trọng số chính xác. Nếu cần thiết, hiệu chỉnh lại bằng cách sử dụng một tập hợp các trọng số đã biết khác nhau.
Khi bạn đã xây dựng thành công ô tải của mình, bạn có thể muốn khám phá các tính năng nâng cao hơn:
- Ghi nhật ký dữ liệu: Xem xét thêm tính năng ghi nhật ký dữ liệu vào thiết lập Arduino của bạn. Điều này có thể cho phép bạn ghi lại các phép đo theo thời gian để phân tích.
-Giao tiếp không dây: Triển khai giao tiếp không dây (ví dụ: sử dụng Bluetooth hoặc Wi-Fi) để gửi dữ liệu đến máy tính hoặc điện thoại thông minh để theo dõi thời gian thực.
- Nhiều ô tải: Đối với các ứng dụng lớn hơn, bạn có thể kết nối nhiều ô tải để đo các điểm lực khác nhau. Điều này có thể hữu ích trong các thiết lập công nghiệp hoặc cho các hệ thống cân phức tạp hơn.
Xây dựng ô tải của riêng bạn là một dự án hoàn thành giúp nâng cao sự hiểu biết của bạn về thiết bị điện tử và hệ thống đo lường. Với các vật liệu phù hợp và xây dựng cẩn thận, bạn có thể tạo một ô tải chức năng cho các ứng dụng khác nhau. Cho dù đối với các dự án cá nhân hoặc mục đích giáo dục, tế bào tải DIY này có thể cung cấp những hiểu biết có giá trị về thế giới đo lường và đo trọng lượng.
Một tế bào tải là một đầu dò chuyển đổi một lực thành tín hiệu điện. Nó thường bao gồm một phần tử kim loại làm biến dạng dưới tải và biến dạng này được đo bằng đồng hồ đo biến dạng. Tín hiệu đầu ra sau đó có thể được xử lý để xác định trọng lượng hoặc lực được áp dụng.
Mặc dù bạn có thể sử dụng các kim loại khác nhau, nhôm và thép là những lựa chọn phổ biến nhất do sức mạnh và tính sẵn có của chúng. Việc lựa chọn kim loại sẽ ảnh hưởng đến độ nhạy của tế bào tải và khả năng tải tối đa.
Bạn có thể xác minh hiệu chuẩn bằng cách áp dụng các trọng số đã biết và so sánh đầu ra từ ô tải với các giá trị dự kiến. Nếu các bài đọc phù hợp và chính xác, ô tải của bạn được hiệu chỉnh chính xác.
Các bài đọc không nhất quán có thể được gây ra bởi các kết nối lỏng lẻo, hệ thống dây điện không đúng hoặc các yếu tố môi trường như thay đổi nhiệt độ. Kiểm tra tất cả các kết nối, đảm bảo các đồng hồ đo biến dạng được gắn an toàn và xem xét sử dụng một môi trường ổn định hơn để thử nghiệm.
Có, các tế bào tải có thể được sử dụng trong các ứng dụng khác nhau ngoài việc cân, bao gồm đo lực trong các thí nghiệm, giám sát tải trong các hệ thống robot và thậm chí trong tự động hóa công nghiệp cho các quy trình kiểm soát chất lượng.
