Geeigneter A/D-Wandler/Messverstärker für Wägezelle

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Hi zusammen! :slight_smile:

Ich würde gerne ein Spiel bauen, das einem "Hau-den-Lukas" ähnelt. Es soll hier nicht unbedingt das exzessive Draufhämmern von Bodybuildern erfasst werden, sondern eher ein "Klopfen mit Gummihammer und mittlerer Kraft"... Also im Grunde doch ein "Hau-den-Lukas" für Kinder, um es abzukürzen... :wink:

Als Aufbau habe ich mir überlegt, die Kraft über eine Wägezelle (100Kg) zu messen, auf der eine Platte montiert ist, auf die geschlagen werden kann.
Erste Tests mit einem HX711-A/D-Wandler verliefen schonmal ganz vielversprechend, allerdings wird der doch recht kurz wirkende maximale Impuls eines Schlages nicht immer gleich gut erkannt, was bestimmt an der niedrigen Sample-Rate das HX711 von standard-mässig 10Hz liegt. Daher habe ich die Sample-Rate direkt auf die möglichen 80Hz erhöht:

cut
cut780×606 127 KB

Die Messergebnisse fallen nun etwas besser aus (annähernd gleicher Ausschlag der Messwerte im Seriellen Plotter bei ca. gleich starken Schlägen auf die Platte).

Könnte ich die Sample-Rate mit einem anderen Modul noch weiter erhöhen, um den Maximal-Impuls noch besser zu erfassen?
Ich bin bei der Suche über den AD7705 gestolpert, mit dem (lt. Library von KerryWong) auch Raten von 100/200/250/500Hz möglich sein sollen. Allerdings scheitere ich beim Anschluss der Wägezelle an diesem Modul komplett:
(1) das Modul anhand dieser Instructables getestet. Es liefert genaue Messwerte des Potis.
(2) die Wägezelle in allen möglichen Kombinationen (WZ hat 5 Kabel, alle bis auf gelb in unterschiedlicher Belegung angeschlossen) damit verbunden, liefert immer nur "0", nix, nada.
(3) ich steige bei der Benutzung der Library nicht durch, wie ich verschiedene Einstellungen vornehmen kann (z.B. Verstärkung/Gain oder die Sample-Rate)

Eventuell passt die Kombination Wägezelle<->AD7705 ja auch überhaupt nicht zusammen oder ist ungeeignet?

Habt ihr eventuell andere Module, die für Wägezellen besser geeignet sind?

Habe mir für weitere Tests auch mal den NAU7802 bestellt, mit dem bis zu 320Hz möglich sein soll. Plus: 24 statt 16bit-Auflösung..

Bis dieser da ist,.. vielleicht hat ja noch jemand eine Empfehlung ("Wägezelle doof! Nimm lieber...") oder einen Tipp für den Umgang mit dem AD7705?

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Hallo,
interessante Anwendung, kann da jetzt auch nur raten, Erfahrung habe ich da nicht.
Du willst einen Impuls messen der, sagen wir mal, etwa 10ms lang ist. Da sollte dein Messsystem nochmal mindestens faktor 2-5 schneller sein. Es gibt auch sicher DMS die das können, schließlich werden so ja auch Schwingungen an Maschinen gemessen.
Das sind 200-500 Hz Ich denke das geht eventuell nur mit einem rein analogen Messverstärker. Der ic2 Bus und Lib bremsen da eventuell zu viel.

der AD7705 ist ein Anaog Digital Wandler für zwei Kanäle. Da kannst Du keine Wägezelle anschließen. Eine Wägezelle ist eine Messbrücke.

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Ah, hier liegt also mein Annahme-Fehler, daß die miteinander können... Deswegen find ich da auch nix zu im WWW :see_no_evil:
Najut... dann also abwarten bis der NAU7802 da ist und weitertesten :nerd_face:
Blöde Frage trotzdem noch hinterher: DMS sind..? :thinking:

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Meist DocumentManagementSystem
hier wohl
Dehnungsmeßstreifen

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Durchsuche dieses Forum nach Wegen wie man das korrekt macht (im letzten Jahr gab's mindens 2 Threads dazu) oder du suchst im Netz nach einer Explosionszeichnung zu "Hau den Lukas". DMS ist jedenfalls nicht der richtige Weg :slight_smile:

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Ich erinnere mich da an einen Artikel wo mit 4 Piezos die Position eines Pfeiles auf der Zielscheibe gemessen wurde. Du kannst das mit einem Piezo machen
https://www.heise.de/select/make/2018/6/1545377782450915
Grüße Uwe

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Hallo,
schau mal hier da wurde sowas gemacht.

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Tatsächlich habe ich mir die anderen Projekte auch schon mal angesehen und die Variante mit Luft-Drucksensor (für mich) verworfen, da es da ja ein abgeschlossenes pneumatisches System sein sollte, oder?
Mit Piezo-Elementen als Kontakt-/Trefferfläche habe ich auch schon einmal gearbeitet, aber eher zur Treffererkennung überhaupt. Und bei den Kräften, die hier dochmal wirken können, habe ich entweder Angst um die Sensoren oder kenne vielleicht nur noch nicht die richtigen zur Impuls-/Kraftmessung :sweat_smile:
Daher fand ich die Realisierung mit Wägezelle wie hier vorgestellt schon am vielversprechendsten.

Mit dem nun eingetroffenen NAU7802-A/D-Wandler und Messung mit 320Hz klappt das auch im ersten ("quick-and-dirty") Anlauf doch schon ganz hervorragend! :star_struck:

Hier ein kleiner Videobeweis:
ezgif-3-be49fda72b
zu sehen: 5 stärker werdende Schläge mit dem Gummihammer auf eine Metallplatte mit der Wägezelle (100Kg-Limit reicht mir hier erstmal) darunter. Anzeige der Schlagintensität auf 35x WS2812-LEDs. ..und der letzte Schlag war schon recht ordentlich :muscle: :wink:

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Schaut gut aus. Bei der Wägezwelle ist das Problem, dass sie nicht für Impulsbelastung ausgelegt ist. Mit dem Hammer treibst du sas weiche Alu problemlos aus dem Elastischen Bereich. Das führt dann zu permanenten Verformung und der DMS gibt Müll aus. Aber als Partygag passt's schon :slight_smile:

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Diese Befürchtung teile ich allerdings auch... :confused: Vielleicht doch den großen Bruder mit 2t-Maximalbelastung oder eine Speichen-Wägezelle zur Sicherheit einplanen...