Estensimetri, Ponte di Wheatstone ed amplificatore

Buongiorno , sono nuovo del forum e novizio anche in ambito Arduino ed elettronico in generale.
Volevo gentilmente chiedere un consiglio riguardo ad un progetto che sto sviluppando.
L’idea è quella di misurare la deformazione di una struttura in acciaio tramite l’utilizzo di estensimetri.
Ho in mente di misurare la variazione di resistenze degli estensimetri mediante l’uso della configurazione a ponte di Wheatstone.
Essendo la deformazione modesta la variazione di resistenza sarà di lieve entità e quindi la tensione del ponte risulterà irrilevabile tramite Arduino, perchè inferiore alla sensibilità della scheda.
Quindi necessito di un amplificatore per rendere tali risultati rilevabili e monitorabili.
Quale dispositivo di amplificazione conviene utilizzare e come dovrei collegarlo ?
Dispongo già di estensimetri (R=120ohm), di una scheda Arduino Mega 2560 e delle resistenze necessarie per il ponte.
Grazie per l’aiuto :slight_smile:

Ti consiglierei degli operazionali "per strumentazione" ... o la classica configurazione con i tre operazionali singoli accoppiati in differenziale, o ancora meglio dei chip tutto-in-uno come ad esempio AD8821, un'operazionale differenziale per strumentazione in chip ad 8 pin la cui amplificazione puo essere "programmata" da 1:1 a 10000:1 semplicemente cambiando il valore di una resistenza ... serve ovviamente progettarci intorno la parte di filtro per i disturbi e di compensazione termica, ma risolve molti problemi ...

Ancora meglio di quello, ci sono dei chip specifici che chiamano "di condizionamento", studiati per interfacciare quel tipo di sensori ... c'e' una scelta abbastanza ampia, ma giusto per citarne due ... MAX1452, con uscite di diverso tipo (current-loop, ratiometrica, rail-to-rail), e forse ancora meglio MAX1464, che si interfaccia direttamente in SPI ... fanno la compensazione termica, il condizionamento del segnale, la conversione a 16 bit, sono multicanale ...

Grazie mille, quindi secondo te essendo poco pratico in ambito elettronico quale soluzione risulta più valida? E se possibile potresti gentilmente spiegarmi come collegarla o suggerirmi una guida?
Scusa la richiesta ma è proprio uno dei primi progetti che affronto :slight_smile:

>FedBis: essendo il tuo primo post, nel rispetto del regolamento della sezione Italiana del forum (… punto 13, primo capoverso), ti chiedo cortesemente di presentarti IN QUESTO THREAD (spiegando bene quali conoscenze hai di elettronica e di programmazione … possibilmente evitando di scrivere solo una riga di saluto) e di leggere con MOLTA attenzione il su citato REGOLAMENTO … Grazie.

Guglielmo

>Etemenanki: Ti prego, prima di rispondere, di verificare sempre se l’utente abbia effettuato la presentazione, cosa che, ovviamente, NON può essere possibile se il suo numero di post è 1. Grazie anticipatamente per la collaborazione. :slight_smile:

Mi scuso per la mancanza , ho provveduto a leggere il regolamento ed a scrivere la presentazione. Buona Giornata

gpb01:
... verificare sempre ...

Scusa, stavolta mi era sfuggito.

FedBis: a che livello sei con l'esperienza nella realizzazione di stampati e nel montaggio di integrati SMD ? ... perche' anche se e' un buon prodooto e qualcuno ha gia fatto una libreria per arduino, il MAX1464 e' pur sempre un chip SMD a 28 pin, e purtroppo non so se ci siano delle breakout gia fatte per usarlo su una breadboard (o per lo meno io non sono riuscito a trovarne) ...

purtroppo non ho nessuna esperienza in questo campo , in quanto i miei studi sono totalmente incentrati su altro :frowning:

Allora e' un po dura ... pero' ... dipende da che tipo di estensimetri stai usando, ma se sono simili a quelli delle celle di carico (estensimetri a ponte) puoi provare con le breakout dell'HX711 (breakout = schedine con gia saldato il componente, facilitano gli esperimenti), le si trova in rete, ad esempio da sparkfun o altri venditori, e sono gia ampiamente usate in ambiente arduino, per cui sara' piu facile anche trovare qualcuno che le abbia gia testate e possa darti indicazioni pratiche in merito ... :wink:

Grazie delle precisazioni, leggendo online avevo trovato qualcosa in merito ad HX711 e mi chiedevo appunto se fosse adatta alla mia applicazione. Credo proverò questa soluzione , sperando di riuscire a collegare il tutto correttamente .

Già che ci sono sfrutto la disponibilità , puoi consigliarmi tu una "guida" al collegamento di hx711 ? cercando in rete ho trovato molte informazioni ma per lo più confusionarie . Grazie ancora e scusa l'insistenza :slight_smile:

Nessun problema, solo che io sono un'hardwarista, non un programmatore, quindi per la parte software e' decisamente meglio se ti aiuta uno degli altri utenti che se ne intende piu di me nel campo software ... come parte hardware, invece, ho visto che la guida di sparkfun sembra una di quelle fatte meglio (a parte le inevitabili pubblicita' "di parte" :D), o almeno non contiene alcune delle ca...ehm, inesattezze che si trovano in molti altri siti o su youtube ... e del resto, gli conviene farla bene, dato che e' uno dei prodotti che vendono :wink: ... inoltre riporta anche alcuni esempi software, il che male non fa ...

ok grazie mille, l'ultimo dubbio che mi rimane riguarda il guadagno , ho letto che hx711 garantisce un guadagno impostabile tra 32,64 e 128. Secondo le mie previsioni però la tensione erogata dal ponte che dovrei studiare necessiterebbe di una moltiplicazione di circa 1000 per essere letta correttamente da Arduino. Come posso ovviare ?

E' l'HX711 che la legge internamente e la comunica poi ad arduino ... non ti serve amplificarla per leggerla con uno degli ingressi analogici, perche' l'HX fa in pratica tutto il lavoro, e tu nello sketch, con la sua libreria (che puoi scaricare dalla stessa pagina del tutorial) leggi gia il valore che ti da, e poi lo converti in quello che ti serve ...

ok , grazie ancora della pazienza e scusa l'ignoranza . Proverò questa soluzione :slight_smile:

La schedina HX711 mi ha dato grandi soddisfazioni nella lettura delle celle di carico.

La schedina NON funziona in analogico con Arduino, ma trasmette un treno di bit (24bit) dove c'è scritto il valore letto dal ponte quindi ecco perché, come ti dice anche Etemenanki, non hai bisogno di amplificare nulla.

Hai la libreria ma se vuoi adattare la scheda ai tuoi utilizzi con qualsiasi cosa attacchi lo puoi fare con il semplice protocollo che il chip utilizza sui due fili (CLK e DATA).

Qui puoi vedere come abbiamo "analizzato" la trasmissione dei dati.

Grazie , ora devo procurarmela .. ho visto queste su Amazon, sono più economiche ed arrivano più rapidamente , però non so se siano valide:

cosa ne pensate?

L'alternativa sarebbe:

Quali sono solitamente i tempi di consegna di sparkfun?

Se aveste altri siti o modi in cui reperirli , accetto ogni tipo di consiglio... unica discriminante sarebbe la velocità di consegna dato che avrei una certa urgenza

Quelle di Amazon vanno bene, altrimenti Ebay Link

grazie , ho inviato l'ordine. Vi aggiornerò sulla riuscita del progetto e vi scomoderò se possibile in caso di ulteriori dubbi :slight_smile: :slight_smile: :slight_smile:

La scheda è arrivata , sto tentando di scrivere un programma per ottenere una lettura della tensione del ponte di wheatstone ma trovo difficoltà pur partendo dalle librerie fornite da sparkfun ( le quali forniscono esempi di applicazioni molto più complesse).
Ho collegato HX711 al ponte ed ARDUINO come indicato dal sito (https://cdn.sparkfun.com/assets/learn_tutorials/5/4/6/HX711_Fritzing.JPG)

i fili sono collegati ai 4 capi del ponte formato da 4 resistenze ( sto testando il programma utilizzando resistenze note per poi usarlo con 2 estensimetri,con una configurazione a mezzo ponte)

Qualcuno potrebbe gentilmente aiutarmi con lo sketch ricordando che dispongo di un Arduino Mega 2560 ?
Grazie anticipatamente

devi postare quello che hai fatto