TestrBot: $300 Universal Test maskinen (5 / 6 steg)
Steg 5: kontroller:
Nu kommer vi till vad jag ser som den svåraste delen av detta projekt. Skriva ut fallet är lätt, stl filer bifogas. Det spenderar tid att löda upp protoboard utan cross-ledningar något, och förstå exakt vad du gör som är svårt. Jag gjorde en uppsättning elscheman i bifogade bilderna som visar exakt hur denna sak är trådbunden upp.
-Programmet: Även bifogat är Arduino programmet som innehåller vad jag avsett att vara tillräckligt kommentarer att göra det ett fristående dokument. Jag är en mekanisk ingenjör men jag tror min programmering förmåga inte är fruktansvärda. Gå ta en titt, jag ska vänta.
En intressant sarkasm jag lärde mig om Arduino programmering från detta projekt är att ringa "serial utskrift" är en dyr tidsfunktion. Det är därför TestrBot går snabbare i "manuell läge" än det gör i "Auto Test läge", eftersom nummerlistan bokstavligen kräver varje steg att kallas individuellt, och du kan inte anropa stegen så snabbt när du använder din begränsade processorkraft att skriva ut seriella data.
.
Förskjutning: Om det inte var klart, mäter TestrBot förskjutning genom att räkna enskilda stepper steg. Det är inget fel med att göra detta så länge du inte överbelasta din stepper till peka av saknas steg. Utväxling av gängade stav och plast redskap gör nema 23 stepper (200 steg per varv) 6960 steg att resa en vertikal tum. Har en enorm mekanisk fördel. Jag trodde det skulle gå snabbare men jag kan inte anropa funktionen kör tillräckligt snabbt så i praktiken det endast rör sig på ca.25 i / min max.
.
Lastceller & Signal förstärkning: Jag också försökt att ge en kort förklaring av hur lastcell fungerar i bilderna, men det är verkligen tillräckligt med information om detta att motivera hela en Instructable (vara på utkik!).
För nu här är tillräckligt med info i lekmannaspråk vara farliga:
Ladda cellen har 4 stam gages inuti fast i en Wheatstone bridge konfiguration. Stam gages är kopplade till metall av lastcell och ändra motstånd när lastcell är deformerad av laster. Denna förändring i motstånd är alldeles för liten att mäta direkt med en multimeter. Thats varför det använder en Wheatstone överbrygga krets, som kan sence mycket små förändringar i motstånd genom att mäta förändringen i spänning istället.
Förstärkaren är som en mycket känslig volt-mätare/ohm-mätare som skalar upp signalen det läser. Det kan användas för wheatstone bridge bron, FoTU- eller termoelement. I detta fall förstärkaren konverterar den liten spänningen (~ 3mv) mätning in i en större spänning skalas mellan 0-5VDC som kan läsas av data förvärv utrustning (The Arduino). Det exakta beloppet det skalar upp signalen (vinst) kan justeras. I detta fall gör du justeringar med en multiturn trimma potentiometern eftersom det är hur Texas instrument utformat detta chip.
Din vinst bör fastställas så att den högsta mätbara kraften är lika med (men inte större än) din önskad lastkapacitet. Om din vinst är för låg kommer man till den fysiska kapaciteten hos din lastcell innan du utnyttja hela läsbar 5v signal, vilket resulterar i en förlust av upplösning. Eftersom jag har en 200 lb lastcell, ställa jag vinsten så att styrkor från 0 till 200 lbs skalförändras proportionellt från 0 till 5 VDC.
Du kan aldrig få mer än 200 lbs ur en 200 lb loadcell, men du kan "fuska upp din signal" genom att vrida vinsten högre än normalt för att minska din högsta mätbara kraft mot en större mätning resolution. (Du kan bara dela signalen i ett visst ändligt antal bitar (1024 bitar här), så att minska mätområdet minskar också den minsta enskilda mätning kan du.
Loadcell är kopplad till funktionen endast i spänning eller i kompression. Du kan skicka loadcell 2.5V och den behandlingen återvände skulle vara från 0-2,5 om i spänning och från 2.5-5 om i komprimering, men du skulle förlora hälften av din mätning upplösning. Som det är, om du inte kan växla mellan spänning & komprimering med växeln DPDT i diagrammet.
Förresten, den minsta kraft TestrBot kan mäta på lite 10 Arduino är.195 lbs. (som är 200 kg dividerat med 2 ^ 10 diskreta mätningar)