Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Messen von Filament-Gewicht


von Dirk S. (dirk_s648)


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Hallo,

um das Gewicht einer Filament-Spule messen zu können kann man z.B. eine 
geeignete Wägezelle mit einem HX711 verwenden.

Das Problem ist, dass die Temperatur sich im Bereich von 30 - 70°C 
ändern kann, in dem die Wägezelle sich befindet. Beim Druck eines 3D 
Modells erhitzt sich die Druckkammer auf max. 70°C, je nachdem welches 
Filament gerade verwendet wird.

In einem Datenblatt ( 
https://www.amazon.de/DIYmalls-W%C3%A4gezelle-Gewichtssensor-Verst%C3%A4rkermodul-Raspberry/dp/B0B9H3YMT2/ref=sr_1_17 
) steht u.a. dass die Wägezelle sehr empfindlich auf 
Temperaturänderungen reagiert. Daher gehe ich davon aus, dass diese Art 
von Wägezellen ungeeignet ist.

Anhand des Gewichts soll die restliche Menge von Filament berechnet 
werden. Daher sollte das Messergebnis schon eine gewisse Genauigkeit 
aufweisen.

Kann man die Mess-Ungenauigkeiten der Wägezelle z.B. mit Hilfe eines 
Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmessers ausgleichen?

Gibt es andere Methoden, um das Gewicht ermitteln zu können?

von Michael B. (laberkopp)


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Also ein Wägebalken mit DMS Messbrücke ist so gebaut, um möglichst wenig 
temperaturabhangig zu sein. Klar, je bessere Qualität man kauft, um so 
mehr darf man erwarten.
Aber der HX711 ist als billigste Auswerteschaltung übelst 
temperaturempfindlich und wenn man den eingebauten Spannungsregler nicht 
nutzt auch noch betriebsspannungsabhängig. Wer irgendwas 
messwertstabiles haben will, sollte also diesen China Schrott nicht 
kaufen. Also eher ADS1220 oder AD7730.

ABER: all diese Wägebalken fliessen, verändern also unter Dauerlast 
ihren Nullpunkt und sollten nicht dauerhaft das Gewicht tragen müssen.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Dirk S. schrieb:
> Beim Druck eines 3D
> Modells erhitzt sich die Druckkammer auf max. 70°C, je nachdem welches
> Filament gerade verwendet wird.

Muss denn das Filament in der beheizten Druckkammer gelagert werden?

von Michi S. (mista_s)


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Dirk S. schrieb:
> Beim Druck eines 3D Modells erhitzt sich
> die Druckkammer auf max. 70°C, je nachdem
> welches Filament gerade verwendet wird.

Ist das ein Abwärme-Effekt (dann müßte die Temperatur ja mindestens 
genauso stark von der Dauer abhängen die der Druck benötigt) oder wird 
hier bewußt auf eine vom Filament abhängige Temperatur erwärmt und 
geregelt?
Weil im zweiten Fall würde sich die Temperatur während des Drucks nicht 
wesentlich ändern.


Dirk S. schrieb:
> Gibt es andere Methoden, um das Gewicht ermitteln zu können?

Die Wägzelle kann man ev. außerhalb der Druckkammer anbringen, das 
Gewicht läßt sich ja mittels starrer Hebel problemlos 'übertragen'.

von Dirk S. (dirk_s648)


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Hallo,

Harald K. schrieb:
> Muss denn das Filament in der beheizten Druckkammer gelagert werden?

Es lässt sich bislang nicht anders lösen, da die Schläuche zum Drucker 
zu kurz sind. Bislang ist der Druckraum und die Lagerung der Filamente 
durch ein Brett getrennt, das Filament wird durch kleine Löcher in die 
Druckkammer geführt. Da die Lagerung nicht luftdicht ist, saugen sich 
die Filamentrollen schnell mit Feuchtigkeit voll und sind unbrauchbar. 
Daher ist es geplant, die Filamentrollen in Boxen ( 
https://www.printables.com/de/model/873851-spoolbox-for-prusa-mmu ) zu 
verpacken und jede Box mit einer Wägezelle zu versehen. Das Problem ist, 
dass die Boxen in der Höhe zu hoch sin d  und nicht in das bisherige 
Fach passen. Daher wurde in Erwägung gezogen, das Brett rauszunehmen. - 
Mir kommt gerade der Gedanke, dass man doch die Boxen in der Höhe auf 
ein Minimum reduzieren könnte, indem die Öffnung nach zur Seite 
aufgeht... dann könnte es doch klappen. :-)

von Dirk S. (dirk_s648)


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Hallo,

Michael B. schrieb:
> Aber der HX711 ist als billigste Auswerteschaltung übelst
> temperaturempfindlich und wenn man den eingebauten Spannungsregler nicht
> nutzt auch noch betriebsspannungsabhängig. Wer irgendwas
> messwertstabiles haben will, sollte also diesen China Schrott nicht
> kaufen. Also eher ADS1220 oder AD7730.

Vielen Dank für die Info. Ich hätte den HX711 nicht als billigste 
Auswertschaltung angesehen und wäre voll in die Falle getappt.

Beim ADS1220 handelt es sich um ein "Messinstrument" für verschiedene 
Anwendungsszenarien. Einige werden hier vorgestellt: 
https://wolles-elektronikkiste.de/ads1220-teil-2-anwendungen
Jedoch ist keines dabei, welches ein Gewicht messen kann.

Beim AD7730 kann laut diesem Datenblatt ( 
https://www.analog.com/en/products/ad7730.html ) Signale z.B. von einer 
analogen Waage in ein digitales Signal umwandeln.

Somit fehlt noch eine analoge Waage.

: Bearbeitet durch User
von Harald K. (kirnbichler)


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Dirk S. schrieb:
> Somit fehlt noch eine analoge Waage.

Die brauchst Du beim HX711 genauso. Das ist das Ding mit den 
Dehnnungsmesstreifen dran.

von Michael B. (laberkopp)


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Dirk S. schrieb:
> Beim ADS1220 handelt es sich um ein "Messinstrument

Sorry, ADS1120

von Werner H. (werner45)


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Die Spule an eine Feder hängen (Spiral- oder Blatt-Feder), eine Skala 
mit Zeiger zur Ablesung. Ein Endschalter kann elektrisch Alarm schreien.
Das Gewicht ist unabhängig von der Temperarur.

von Michael B. (laberkopp)


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Werner H. schrieb:
> Das Gewicht ist unabhängig von der Temperarur

Die Federdehnung nicht. Der Aufstellort spielt auch eine Rolle .

von Dieter D. (Firma: Hobbytheoretiker) (dieter_1234)


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Werner H. schrieb:
> Das Gewicht ist unabhängig von der Temperarur.

Gewichtskraft durch die Masse und Erdanziehung ist 
temperaturunabhaengig.

Die Auftriebskraft des Koerpers waere noch abzuziehen um die Kraft auf 
die Feder zu erhalten. Die ist nicht temperatur-, luftdruck, und 
gasgemischunabhaengig.

Aber so genau soll die Messung sicherlich nicht werden. Oder doch ...

: Bearbeitet durch User
von Rüdiger B. (rbruns)


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Und die Kräfe die sich durch das abrollen des Filaments ergeben ?

von Jens M. (jensma)


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So schlecht sind die HX711 nicht. Ich habe damit gute Erfahrungen 
gemacht.

An deiner Stelle würde ich das mit dem Set testen. Ist so eine 
kostengünstige Lösung.

Ein Hinweis bitte beachten:
https://github.com/bogde/HX711/issues/172
Es gibt Module ohne die GND Verbindung. Dann ist die Messung ungenau.

von Dirk S. (dirk_s648)


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Hallo,

vielen Dank für die vielen Rückmeldungen.

Rüdiger B. schrieb:
> Und die Kräfte die sich durch das abrollen des Filaments ergeben ?

Die Messung wird normalerweise nur vor dem Beginn eines Druckauftrags 
abgelesen. Vor dem Druck steht bereits fest, welche Mengen von einem 
Filament benötigt werden. Meistens stimmen die berechneten Angaben mit 
den tatsächlichen Werten.

Dieter D. schrieb:
> Aber so genau soll die Messung sicherlich nicht werden. Oder doch ...

So genau müssen die Werte tatsächlich nicht sein. Es reicht, wenn die 
Werte auf etwa 2 Gramm genau sind.

Jens M. schrieb:
> So schlecht sind die HX711 nicht. Ich habe damit gute Erfahrungen
> gemacht.
>
> An deiner Stelle würde ich das mit dem Set testen. Ist so eine
> kostengünstige Lösung.
>
> Ein Hinweis bitte beachten:
> https://github.com/bogde/HX711/issues/172
> Es gibt Module ohne die GND Verbindung. Dann ist die Messung ungenau.

Ich denke, dass der HX711-Set eine guter Einstieg ist. Ein Versuch ist 
es allemal wert.

Auf der Webseite https://www.soemer.de/waegezellen/waegezelle-1006.html 
wird ein Wägezelle aus deutscher Produktion vorgestellt. Ein Preis habe 
ich nicht ermitteln können. Scheinbar werden diese nur an Großabnehmer 
und andere Firmen verkauft.

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