Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Personenwaage selber bauen


von Tanja (Gast)


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Hallo Forum,

Ich will mir eine kleine Personenwaage bauen :-)
dazu habe ich mir den AVR NET/IO Mikrocontroller von Pollin gekauft.
die Widerstandswerte kann ich mir mittels eines selbst programmierten 
Weboberfläche auf dem PC anzeigen lassen. Alles funktioniert super :-)
statt den Widerständen brauch ich nun natürlich eine Wägezelle:
http://www.amazon.de/Angle-Weight-Sensor-Load-0-40Kg/dp/B017ELA5E8/ref=sr_1_9?ie=UTF8&qid=1449137916&sr=8-9&keywords=load+cell#productDetails

diese geht von 0-50 KG vielleicht gibt es auch noch andere mit einem 
höheren Gewichtsklasse.

jetzt bin ichnur etwas verunsichert, da die Wägezelle 4 Leitungen hat 
zum anschließen.

Datenblatt habe ich leider keines gefunden. Kann mir jemand sagen warum 
ich da 4 Leitungen brauche?

vielen Dank im voraus

von Jürgen D. (poster)


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von MaWin (Gast)


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Tanja schrieb:
> jetzt bin ichnur etwas verunsichert, da die Wägezelle 4 Leitungen hat
> zum anschließen.
>
> Datenblatt habe ich leider keines gefunden. Kann mir jemand sagen warum
> ich da 4 Leitungen brauche?

Oh Oh, Grundlagen, Wheatstone-DMS-Brücke.

https://de.wikipedia.org/wiki/Dehnungsmessstreifen

Ein Widerstand ändert seinen Wert schon beim angucken, erst recht bei 
Temperaturänderungen, erst recht wenn er auf ein Metall geklebt ist das 
sich mit der Temperatur ausdehnt.

Daher misst man nicht einen, sondern 2 Widerstände: Einer als Vergleich, 
der von dem Gewicht nicht verformt wird, und ein zweiter, der alles 
andere mitmacht, also die Temperatureinflüsse.

Dadurch werden alle anderen Einflüsse ausser dem Gewicht kompensiert. 
Und das ist nötig, weil die Änderung des Widerstandswertes durch das 
Gewicht so gering ist, daß man es sonst gar nicht genau genug messen 
kann.

Und dann nimmt man nochmal 2, damit es symmetrisch wird und Unsymmetrien 
sich ausgleichen.

https://www.maximintegrated.com/en/app-notes/index.mvp/id/3426

Schmeiss also deine Widerstandsauswertung weg, und bau sie genau genug 
nch mal auf: So 20 oder 24 bit Auflösung sind nicht verkehrt, 
Verstärkung auch.

https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/sensors-and-sensor-interface/MAX1452.html

Übrigens verwenden echte elektronische Personenwaagen gar keine 
Widerstände, sondern arbeiten kapazitiv.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Und auch:
https://de.wikipedia.org/wiki/Wheatstonesche_Messbr%C3%BCcke

Welche Messart du benötigst, wird aus dem Datenblatt des Sensors klar.

von Der Andere (Gast)


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Tanja schrieb:
> Datenblatt habe ich leider keines gefunden.

Was sagt dir das?
Kaufe nur einen Sensor für den du auch ein Datenblatt bekommst.

Vor allem brauchst du eine Wägezelle, die du in eine geeignete Mechanik 
einbauen kannst. Ob da eine "Angle Weight" Zelle geeignet ist?

Dein mechanischer Aufbau ist dann auch für die tatsächliche Belastung 
der Wäägezelle verantwortlich (Hebelgsetze)
Also steht und fällt die Auswahl einer geeigneten Zelle mit der Mechanik 
der Waage, die wir nicht kennen.

von Peter R. (pnu)


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Tanja schrieb:
> Datenblatt habe ich leider keines gefunden. Kann mir jemand sagen warum
> ich da 4 Leitungen brauche?

Eine Wägezelle enthält üblicherweise eine Brückenschaltung mit 4 
Dehnungsmessstreifen. Such halt ein Datenblatt irgendeiner andren 
Wägezelle um die Beschaltung zu klären. So unterschiedlich sind die 
nicht.

Das Problem bei Waagen mit Plattform ist die Tatsachen, dass das Gewicht 
gemessen werden muss, unabhängig von dem Ort auf dem es auf der 
Plattform steht.

Früher machte man das mit einer ausgeklügelten Mechanik, die nur eine 
vertikale Bewegung der Plattform zuließ.

Bei Verwendung einer einzelnen Wägezelle braucht man eine solche 
Mechanik auch: Die Zelle spricht nur auf die Kraftkomponente an, für die 
sie ausgelegt ist, meist senkrecht zur Balkenlängsachse.

Eine andre Lösung ist, die Wägeplatte auf mehrere Beine zu stellen, z.B. 
vier, das auf jedes einzelne Bein entfallende Gewicht zu erfassen und 
dann zu summieren.

Dazu kommt noch: Die Ausgangsspannung der Brücke ist höchstens ein 
Tausendstel der in die Brücke eingespeisten Spannung. 
Nullpunkteinstellung und präzise Verstärkung sind da schon technische 
Herausforderungen.

von ?!? (Gast)


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MaWin schrieb:
> Übrigens verwenden echte elektronische Personenwaagen gar keine
> Widerstände, sondern arbeiten kapazitiv.

Dann hab ich bis jetzt nur "unechte" Personenwaagen gehabt. Zum Beispiel 
bei Soehnle, Korona und anderen hab ich schon DMS ausgebaut...

von Tanja (Gast)


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ok ok, habe ich alles verstanden.
welchen Sensor würdet ihr verwenden?
ich habe sonst nichts gefunden das bis 100kg geht

von Jürgen D. (poster)


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Nur bis 100kg?

Soll das eine Kinderwaage werden? :)

von npn (Gast)


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Tanja schrieb:
> ich habe sonst nichts gefunden das bis 100kg geht

Du kannst auch aufteilen in 4 getrennte Sensoren (an den 4 Ecken der 
Waage) und die Ergebnisse dann addieren. Da wird die Mechanik einfacher 
und die Belastung der einzelnen Sensoren kleiner.

von ?!? (Gast)


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Jürgen D. schrieb:
> Nur bis 100kg?
>
> Soll das eine Kinderwaage werden? :)

https://de.wikipedia.org/wiki/Die_dicken_Kinder_von_Landau

von Jürgen D. (poster)


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http://www.huslage24.de/artikelbilder_temp/dt_bi_1_274_295x295_3128_827878.jpg

Als Katzenbesitzer sind 100kg deutlich Zuwenig :)

von Tanja (Gast)


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will es erstmal so einfach wie möglich machen um zu testen ob das was 
ich vor habe auch funktioniert ;-)
ich habe mir schon ghedacht, dass ich 2 solche Snesoren kaufe die 
mittels einer Stahlplatte verbinde und dann darauf wiege
würde das gehen?
abgesehen von den Kilos... ich wiege dann eben nur Kleinkinder ;-)

von MaWin (Gast)


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Tanja schrieb:
> welchen Sensor würdet ihr verwenden?

Wenn du den teuren Wägebalken hast, kannst du den schon nehmen, brauchst 
aber zumindest 3 für eine dreieckige Platte.

Das ist halt recht teuer, so teuer wie eine Soehnle :-)

Oder kauf dir eine Personenwaage für 9.95, da sind schon 4 billige 
kapazitive Sensoren drin. Uuups, die Auswerteschaltung auch schon.

Alles also eine Frage von Genauigkeit und Kosten, und die Frage hast du 
bisher nicht beantwortet.

Ich selbst finde allerdings "Federwaagen" nützlich (Gewicht von Koffer 
messen, Zug auf Pfosten bringen um Durchbiegung zu messen, Kraft von 
Antrieben durch Gegenhalten ermitteln), da reicht ein DMS Wägebalken, 
allerdings auf Zug belastet.

Wenn man also nur mal basteln will...sollte man halt so genaue (24 bit 
Dual Slope oder Sigma Delta) langsame Analog/Digtalwandler nehmen, die 
für DMS vorgesehen sind. Die Auswertung macht dann ein beliebiger uC. 
Falls der kein LCD-Glas ansteuert, muss er natürlich aus einem Netzteil 
versorgt werden, was die Sache uncool macht.

von MaWin (Gast)


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von Peter R. (pnu)


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MaWin schrieb:
> Wenn man also nur mal basteln will...sollte man halt so genaue (24 bit
> Dual Slope oder Sigma Delta) langsame Analog/Digtalwandler nehmen, die
> für DMS vorgesehen sind. Die Auswertung macht dann ein beliebiger uC.
> Falls der kein LCD-Glas ansteuert, muss er natürlich aus einem Netzteil
> versorgt werden, was die Sache uncool macht.

Bei der Suche Stichworte: HX711 (AD-Wandler 24bit, für Waagen) und: 
weighing sensor.

Wenn man die beiden hat, besteht das Problem vor Allem in der Mechanik.

kapazitiver Sensor: kenne ich nur von einer ALDI-Waage mit 500g max.

DMS-Sensor:  meistverbreitet, mit klassischer Mechanik zusammen oder mit 
4 Sensoren.

Kompensations-Messung (mit Spule und Magnetsystem): bei Präzisionswaagen 
und geringen Gewichten zB. Messbereich 100g oder weniger.

von Manfred (Gast)


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Tanja schrieb:
> Ich will mir eine kleine Personenwaage bauen

Es ist zwar reizvoll so was selber zu bauen doch der Aufwand ist zu 
groß. 10€ kostet eine Waage mit 100g Auflösung. Die Selbstbaukosten, der 
Stromverbrauch und die Größe des Gerätes werden eine fertige Waage weit 
übertreffen. Die Genauigkeit wird sicher nicht erreicht. Nicht alles was 
machbar ist ist auch sinnvoll.

von W.S. (Gast)


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Tanja schrieb:
> Ich will mir eine kleine Personenwaage bauen :-)
> dazu habe ich mir den AVR NET/IO Mikrocontroller von Pollin gekauft.

Meinst du, daß so etwas wirklich ein geeigneter Startpunkt für ein 
derartiges Vorhaben ist?

Natürlich kann man eine funktionable Elektronik bauen für eine 
vorhandene Mechanik nebst bereits an richtiger Stelle plaziertem 
Dehnungsmeßstreifen. MaWin hat das Ganze ja schon erschöpfend 
beantwortet.

Aber zu allererst sich eine Leiterplatte zu kaufen, ist gelinde gesagt 
GEWAGT...

W.S.

von Sven D. (Gast)


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W.S. schrieb:
> Aber zu allererst sich eine Leiterplatte zu kaufen, ist gelinde gesagt
> GEWAGT...
>
> W.S.

Das ist Käse, da die TO sich lediglich eine Mikrocontrollerplatine zur 
Auswertung und als Interface zum PC gekauft hat. Diese ist nun wirklich 
universell verwendbar.

von Atmega8 A. (atmega8) Benutzerseite


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Tanja schrieb:
> diese geht von 0-50 KG

Nein, die geht nur bis 40kg.

Wenn es aber keine Kleinkinderwaage werden soll, dann brauchst du etwas 
besseres.

Eine Frau mit 60kg findet man zwar, aber im Schnitt wiegen die Leute ja 
etwas mehr und selbst die ganz schlanken, normal großen Männer wiegen 
schon um die 100kg.

Man muss jetzt nicht alle Minderheiten ermöglichen deine Wage zu nutzen, 
also die 5 Zentner Leute.
Bis 200kg sollte die Wage aber schon gehen finde ich, aber ich kenne 
deine Zielgruppe nicht.

von Walter S. (avatar)


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Atmega8 A. schrieb:
> und selbst die ganz schlanken, normal großen Männer wiegen
> schon um die 100kg.

aha

von Peter R. (pnu)


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Walter S. schrieb:
> Atmega8 A. schrieb:
>> und selbst die ganz schlanken, normal großen Männer wiegen
>> schon um die 100kg.
>
> aha

Aber nur, wenn sie Jemanden auf den Arm nehmen.

von Sebastian S. (amateur)


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Ich würde es Dir nicht empfehlen.

Natürlich kann man auch einen Porsche selber bauen, aber die nötigen 
Kenntnisse mal vorausgesetzt (Was ist eine Wägezelle und warum hat die 
soooo viele Anschlüsse?), kannst Du Dir für den Aufwand einen ganzen 
Wagenpark zulegen.

Übrigens nicht nur die Physik, sondern auch die Elektrotechnik 
(Messtechnik) hat, bei einer solchen Anwendung, ihre Eigenheiten.

von Wolle G. (wolleg)


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Sebastian S. schrieb:
> kannst Du Dir für den Aufwand einen ganzen
> Wagenpark zulegen.

Wenn man so denkt, dann müsste man die ganze Bastelei in Frage stellen.

von Sebastian S. (amateur)


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>Wenn man so denkt, dann müsste man die ganze Bastelei in Frage stellen.

Nicht unbedingt.

Gerade das Arbeiten mit Drucksensoren und den damit verbundenen 
Problemen vertragen sich nicht mit einer unzureichenden Grundlage.

Hatte vor einiger Zeit hier 10 Dehnungsmessstreifen für 'nen Appel und 
zwei Eier hier rumliegen (sehr viel günstiger als ein Porsche). Das 
ganze Prozedere von einem geeigneten "Untergrund/Biegeelement" über die 
zugehörige Befestigung, die Kontaktierung, von der ganzen Verdrahtung 
und elektrischen Auswertung mal abgesehen, ist wirklich nicht ganz ohne.

von Wolle G. (wolleg)


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Sebastian S. schrieb:
> Nicht unbedingt

Vielleicht habe ich mich ungeschickt ausgedrückt.
Wenn man den Bastelaufwand und die Kosten eines gekauften Produktes 
vergleicht, dann ist zumeist das gekaufte Produkt die günstigere 
Variante.
Ich hatte eine kleine digitale Küchenwaage für ca. 9,-€ gekauft.
Bei Eigenbau hätte man spätestens nach ca. 20min fertig sein müssen.
Diese Zeit reicht noch nicht mal zum Lesen und Verstehen der 
Datenblätter.

von SonichHazard (Gast)


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Was Du haben woltest:
Gewichtssensor  5V Versorgung, 0-40kg, Ausgang 0-1,1V
Was Du hast:
Wägezelle mit Dehnungsmesstreifen / Messbrücke

-> Eine Differenzmessung ohne Messverstärker ist bei der Auflösung von 
10Bit bei dem Spannungshub der Messbrücke nicht sinnvoll!

(Gibt das jetzt einen weiteren Thread im Forum Analogtechnik?)

von Ohototto (Gast)


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Atmega8 A. schrieb:
> und selbst die ganz schlanken, normal großen Männer wiegen
> schon um die 100kg.

Wenn ein normalgroßer Mann 100kg wiegt ist er entweder
a) fett
b) gut trainiert

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