mein Name ist Leroy, ich bin erst seit heute hier angemeldet. Ein aktuelles Projekt sieht die Dehnungserfassung von Dehnungsmesstreifen, mittels Arduino vor. Also die Widerstandsänderung über die Brückenspannung, einer Wheatstone Vollbrücke.
Die vier Dehnungsmesstreifen sind auf einen einseitig eingespannten Biegebalken Appliziert worden. Dabei wird die zu erfassende Brückenspannung mittels eines Instrumentenverstärkers INA 122 verstärkt. Die Spannung für den INA 122 und die Quellspannung der Brückenschaltung erfolgt über dieselbe Spannungsquelle 9V Blockbatterie. Der Arduino Mega erhält seine Spannung über den USB Port, da ich die Werte am PC anzeigen lassen möchte.
Zum bestimmen der Dehnung muss ich die Quellspannung und die verstärkte Brückenspannung auslesen. Natürlich würd die Verstärkung im Programm berücksichtigt.
Jetzt mein Problem:
Ich kann die Quellspannung auslesen, jedoch wenn ich dann zusätzlich noch die Brückenspannung auslesen möchte ist dieser Wert deutlich verfälscht. Beide einzeln unabhängig von einander erfassen, das ist Problemlos möglich.
Daher würde mich interessieren ob ich beim verschalten Fehler gemacht habe. Ist es erforderlich, das Arduino Board mit der selben Spannungsquelle wie der Brückenschaltung, zu betreiben?
Eine Sache möchte ich gerne noch anmerken, ich würde mich sehr über hilfreiche Kommentare freuen, ich weiß die Darstellung der Schaltung im Anhang ist nicht sehr gut, auch mein Elektrotechnischen Verständnis ist nicht auf einem sehr hohen Niveau (aber deswegen beschäftige ich mich ja damit), daher wäre es sehr nett, wenn ich vernünftige Tipps bekomme, denn ich habe schon sehr schlimm ausartende Beiträge in Foren gelesen und würde dies am liebsten vermeiden.
Nachfolgend würde ich gerne noch ein kleines Dokument mit Schaltplan und wichtigen Infos anfügen. jedoch scheint das noch nicht zu funktionieren, da ich erst seit heute angemeldet bin.
Hallo Uwe, vielen Dank für solch eine sehr schnelle Antwort, damit habe ich nicht gerechnet :).
Mir ist es wichtig so viel wie möglich, selbst umzusetzen. Daher möchte ich meine eigene Verstärkerschaltung verwenden. Das Modul HX711 ist eine gute Idee, ich würde das alles aber am liebsten ohne dieses Umsetzen.
Ich nehme an, Du verstärkst das Ausgangssignal der Brücke auf 5V. Somit hast Du ein Meßergebnis von 10 Bit oder 0 bis 1023. Ein HX711 hat eine 24 Bit A/D Wandler.
Dehnungsmessung am Biegebalken mittels bestimmen der Brücken-
und Quellspannung unter Verwendung eines Arduino Mikrokontroller
Brückenabgleich mit R1/R2=R3/R4 über Potentiometer
RDMS 1 bis 4 mit rund 350 Ω
Verstärkung G mit 435
Quellspannung, sowie Spannungsversorgung des INA 122P über 9V Blockbatterie
Spannungsversorgung des Arduino über USB Port
16 Bit Analog Digitalwandler
Verstehe nicht wiso der Potentiometer?
Ich würde per Software den Nullableich machen.
Die 9V sind zu ungenau. Die Ausgangsspannung der Brücke ist proportional zur Versorgungsspannung. Die mußt Du auch messen und da hast Du auch nur 10 Bit Genauigkeit.
Außerdem ist die Batterie schnell leer. Die Brücke zieht einen Strom von (9V/(350Ohm+350Ohm))*2 = 25mA. Bei einer nominellen Kapazität von ca 200mAh sind das unter 8h Betrieb. Der Strom des INA122 ist dabei vernachlässigbar.
Der Arduino MEGA hat einen 10 Bit Analog/Digital Wandler nicht 16 Bit.
Würde den REF Ausgang des INA122 direkt am INA122 mit Masse verbinden, nicht an die Masse des Mega. Es fehlt die Verbindung der Massen der 9V mit der des Arduino.
Wie schon gesagt.
Nimm einen HX711, der produziert die Quellspannung der Brücke und hat einen 24 Bit Wandler (+/- 23 bit) .
Super vielen Dank für die Tipps. Okay das stimmt mit den 16 Bit lag ich natürlich falsch, sry dafür.
Das mit dem Potentiometer hatte ich in einem versuch mal so machen müssen, daher war das meine erste Idee, um erstmal damit anzufangen.
Dann werde ich die Ideen und Ratschläge umsetzten und daran arbeiten, nochmals vielen Dank. Ich werde mich dann anschließend nochmal melden, wenn ich fertig bin, oder erneut Hilfe benötige.
Wie gesagt ist der Innenwiderstand des Spannungsteilers zu groß.
Der A/D Wandler des MEGA hat einen internene Kondensator, der die zu messende Spannung zwischenspeichert, weil die A/D Wandlung in mehreren Schritten erfolgt. Dieser Kondensator wird kurz mit der zu messenden Spannung geladen. Ist der Innenwiderstand der Spannungsquelle zu hoch (weil der Spannungsteielr zu hochohmig ist) wird der Kondensator nicht auf Endwert geladen und bleibt somit zwischen der zuvor gemessenen Spannung und der jetzigen liegt. (kann sowohl zu hoch als zu niedrig sein).
Schalte einen 0,1µF Kondensator zwischen dem analogen Eingangspin und Masse. So speichert der 0,1µF Kondensator den Meßwert und gibt diese an den anderen Kondensator weiter.
Alternativ kannst Du die Batteriespannung mehrfach hintereinander messen und nur den letzten Meßwert nehmen.
So wird der interne Kondensator mehrfach geladen.
