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Thema: Gewichtsmessung für Cocktails

Hybrid-Darstellung

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  1. #1
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    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
    Geändert von malthy (28.12.2014 um 13:41 Uhr) Grund: typos

  2. #2
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    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)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  3. #3
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    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? Ich hatte dann folgendermaßen 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

  4. #4
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    Hallo,

    Hier mal das Datenblatt:
    http://www.dfrobot.com/image/data/SE...11_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)
    Geändert von Peter(TOO) (29.12.2014 um 07:30 Uhr)
    Manchmal frage ich mich, wieso meine Generation Geräte ohne Simulation entwickeln konnte?

  5. #5
    Erfahrener Benutzer Roboter Genie Avatar von malthy
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    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

  6. #6
    Erfahrener Benutzer Roboter Experte
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    Hallo,

    ich wollte euch mal meinen aktuellen Versuchsaufbau zeigen:

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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ID:	29582

    Klicke auf die Grafik für eine größere Ansicht

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    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

  7. #7
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    ... 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 !
    Ciao sagt der JoeamBerg

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