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Gewichtssensor selbst bauen?

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  1. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.

    Guten Tag die Herren und Damen,

    ich bin an einem Projekt mit einigen Mitschülern dran, bei dem wir ein kleines Problem haben.
    Um etwas Geld zu sparen, möchten wir die benötigten Gewichtssensoren selbst bauen.
    Allerdings haben wir nicht wirklich eine Ahnung, wie man sowas selbst baut.

    Naja, oder besser gesagt, haben wir nur eine prinzipielle Vorstellung wie das funktioniert, denn im Grunde kann man mit einer Spule, einem Magneten und einem entsprechenden Messgerät einen \"Gewichtssensor\" bauen.
    Aber diese prinzipielle Grundlage reicht leider nicht aus.
    Im Internet haben wir keine Anleitungen gefunden und unser Lehrer kann uns da auch nicht viel weiter helfen.

    So würde ich mich wirklich unheimlich freuen, wenn hier jemand beschreiben könnte, wie man einen Gewichtssensor bauen kann.
    Ein schematischer Aufbau wäre auch wunderbar oder einfach ein Link zu einer Bauanleitung dafür.

    Ich freue mich auf eure Antworten.
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  3. Hi

    Wollt ihr die Gravitationsbeschleunigung messen oder die Masse? Gewicht ist so ne ganz seltsame physikalische Größe (ok vielleicht nicht komisch, jedoch im Sprachgebrauch wird das Wort falsch verwendet).

    Gruß Tobi
  4. c*a

    Ich denke, fast alle elektronischen Waagen messen in Wirklichkeit nur die Gewichtskraft und berechnen dann die Masse. D. h. wenn ich mit meiner Waage an den Nordpol fahre, zeigt sie mir falsch an :eek:

    Also brauchst du einen Kraftsensor, oder? Aber ich hätte keine Ahnung wie man sowas baut... mit Dehnungsmessstreifen vielleicht.
  5. lordoflima

    Admin Kostenloser Webspace von lordoflima

    lordoflima hat kostenlosen Webspace.

    Feder und den verkürzten Federweg messen:

    F = delta L * D (D=federkonstante)

    m = F * g

    m = delta L * D * g

    Beitrag geändert: 18.9.2007 23:38:44 von lordoflima
  6. c*a

    Leider muss man aber noch die Auslenkung der Feder messen (kompliziert), während man beim Dehnungsmessstreifen ja weiß, wie sich die Deformation (und damit die Kraft) zum Widerstand des Dehnungsmessstreifens verhält.
  7. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.

    Vielen Dank für die Antworten,

    also wir wollen nur die Masse messen und ein Kraftsensor ist im Prinzip genau das Selbe wie eine Waage :)
    Ist also im Prinzip egal ob wir einen Gewichtssensor, oder einen Kraftsensor bauen, würde beides den Sinn erfüllen.

    Und danke an lordoflima, die Gleichung macht natürlich Sinn.
    Wir müssten dann nur schauen in wiefern sich das umsetzen lässt, denn wir müssen am Ende aus dem analogen Signal ein digitales Signal bekommen, weil wir das auch an eine Recheneinheit anschließen, die wir programmieren. (Hätte ich wohl vorher erwähnen sollen)
    Was eigentlich auch kein Hinderniss ist, da wir für einen A/D Wandler Fördergelder haben..

    Ich bespreche das mal im Team.
  8. karikato schrieb:
    also wir wollen nur die Masse messen und ein Kraftsensor ist im Prinzip genau das Selbe wie eine Waage :)


    Naja für die Gewichtskraft gilt das ;)

    Ich dachte jetzt du willst direkt die Gravitation messen. Das geht mit diesem Gerät anscheinend:

    http://njsas.org/projects/tidal_forces/01/sciam/0100amsci.html

    Jedoch hab ich keine Ahnung wie das funktioniert, bin zu faul das durchzulesen.

    Aber die Idee von cga halt ich wohl für am effektivsten und sicher auch billiger herzustellen.

    Wenn ihr aber was ganz professionelles wollt, dann meldet euch mal bei der Firma \"Vega\" (www.vega.com). Die bauen Druckmesser und können dir das sofort digital Ausgeben. Ausserdem fördern die solche Schülerprojekte sehr gern.

    Gruß Tobi
  9. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.

    Au ja, das ist ein super Tipp mit der Firma, danke sehr :)

    Ich werde mich bei denen mal melden, denn wenn die es fördern wärs ja echt klasse.
    Wir machen ja schon beim XPlore Award von Phoenix Contact mit und haben von denen Fördergelder bekommen (die wir aber nur im Katalog von Phoenix Contact verbrauchen dürfen).

    Auf das Lima-Team ist Verlass :) *schleim*
  10. Mhh, meine Lösung wäre:

    Potentiometer per Zahnrad und Druckfeder drehen lassen.

    wir wissen ja nun, das beides Proportional zueinander ist.

    also nehmen wir an:

    Feder 0CM Poti: 0Ohm
    ...
    Feder 5CM Poti: 1KOhm

    Ok, nun hat die Feder vllt 100D oder sowas und wir können aufgrun des Wiederstandes das Gewicht, bzw die Gewichtskraft messen. Warum muss man sich das so schwer machen!?? Einfach n A/D Wandler, oder ein idi, der die Zahlen vom Messgerät in Exel eingeben muss. ODA Messgerät mit Serieller Schnittstelle und kleine VB Applikation dazu,....

    :-P

    Wie man mit dem Gerät die Gravitation messen kann, das sollte jeder wissen, der Physik in Klasse 10 mal hatte und noch das Buch aus dem Jahr ;)

    Beitrag geändert: 19.9.2007 16:05:50 von erasmuz
  11. erasmuz schrieb:
    Mhh, meine Lösung wäre:

    Potentiometer per Zahnrad und Druckfeder drehen lassen.


    Gute Idee, aber ein großer Nachteil. Das Poti benötigt (bedingt durch Haftreibung) ein Mindestdrehmoment um erstmal loszudrehen. Je nachdem wie fein das ganze messen soll, könnte das das ganze behindern (klar, wenn das Geräte mehrere hundertstel bis zehntel Kilogramm messen soll ist der Effekt nicht relevant).

    Aber interessant wieviele Ideen es gibt um ne Gewichtskraft zu messen. Am genausten geht es über ne Drehmomentwaage. Allerdings wirds da übelst schwer das Teil sauber einzustellen (geht eigentlich nur manuell).

    Gruß Tobi
  12. @ttobsen: Mh, als ich \"Sensor\" las, dachte ich, das die Daten Digital vorliegen sollen. Vielleicht hätt der Threadersteller noch etwas genauer erzählen sollen, was er denn damit vorhatt ;). Dann hätten wir vmtl. noch genialere Lösungen gefunden :-D

    Aber ich bleibe dabei, meine ist auf jedenfall die billigste und die, die am besten Ausbaufähig ist :-P

    Und wie soll man eine \"Drehmomentwaage\" denn Digital ausmessen? Dann kann man sich gleich ne digitale Personen-Waage für 10¤ vom Aldi holen, und die umbauen ^^
  13. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.



    erasmuz schrieb:
    @ttobsen: Mh, als ich \\\'Sensor\\\' las, dachte ich, das die Daten Digital vorliegen sollen. Vielleicht hätt der Threadersteller noch etwas genauer erzählen sollen, was er denn damit vorhatt ;). Dann hätten wir vmtl. noch genialere Lösungen gefunden :-D


    Stimmt natürlich, ich hätte es ausführlicher schreiben sollen, hätte nämlich nicht gedacht, dass so viele Ideen kommen :)

    Also um den Beitrag nicht zu lang werden zu lassen ist hier der Link zu unserer Beschreibung: http://www.xplore.org/2007/de/436_485.htm (Foto ist veraltet, wir sind zu sechst in der Gruppe oder so ;))
    Und dafür wollten wir halt die Gewichtssensoren selbst basteln. Wir wollten uns erstmal auf ein kleines Industrieregal beschränken. Demnach können also Kleinteile wie Schrauben in die Fächer kommen oder auch größere. Das heißt, der Sensor sollte nicht zu grob und nicht zu empfindlich sein. Die einzelnen Fächer werden aber auch unterschiedliche Messempfindlichkeit haben.
    Soweit zur ganz groben Planungsbeschreibung. :)
  14. c*a

    1. Was versteht ihr unter »Drehmomentwaage« ??

    2. Also ich hab in der Mittelstufe in Physik gepennt und es dann abgewählt von daher ist mir nicht so klar, wie du mit deinem »Gerät« die Masse bestimmen willst...

    ω² (l + Δl) m = D Δl
    Und Δl wird über das Potentiometer erfasst, meinst du das??
    Da Δl aber zweimal vorkommt, dürfte der Fehler sich leicht hochschaukeln...

    Und wo ist der Vorteil zu

    g_lokal m = D Δl

    Ich meine g_lokal kann man so genau herausfinden! (auf 0.0000001 m/s² genau)

    Wie man mit dem Gerät die Gravitation messen kann, das sollte jeder wissen, der Physik in Klasse 10 mal hatte und noch das Buch aus dem Jahr
    Also was jetzt... Gravitation oder Gewichtskraft :confused: Ihr bringt mich noch ganz durcheinander.
  15. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.

    Gewichtskraft ist gefragt! :)
  16. cga schrieb:
    1. Was versteht ihr unter »Drehmomentwaage« ??


    Nichts anderes als eine Balkenwaage. Mit der bestimmt man dann direkt die Masse und nicht die Gewichtskraft. Nachteil ist halt das man das Gegengewicht irgendwie dosieren muss (zum Beispiel via Wassertropfen, das Volumen kann man mit einem Durchflussmesser messen und dann das Gewicht ausrechnen, aber wie gesagt, das ganze taugt nur was wenn mans von Hand macht).

    erasmuz schrieb:
    Dann kann man sich gleich ne digitale Personen-Waage für 10¤ vom Aldi holen, und die umbauen ^^


    So wie nun die Aufgabenstellung lautet würde ich das auch machen! Bei Ebay ne Schmuckwaage kaufen für 10¤, Gehäuse auf und dann dort mit nem extrakabel die Daten holen. Vorteil: alles schön digital und genauer als man sie wohl selber bauen kann. Ideal für Schrauben also, da bei 1000 Schrauben a 10gr. die Waage auf hundertstel Gramm messen muss um den Fehler bei einer Schraube zu halten (ausser die Schrauben werden einzeln in den Behälter gelegt).

    cga schrieb:
    2. Also ich hab in der Mittelstufe in Physik gepennt und es dann abgewählt von daher ist mir nicht so klar, wie du mit deinem »Gerät« die Masse bestimmen willst...

    ω² (l + Δl) m = D Δl
    Und Δl wird über das Potentiometer erfasst, meinst du das??
    Da Δl aber zweimal vorkommt, dürfte der Fehler sich leicht hochschaukeln...


    Ich denke Δl verändert den elektrischen Widerstand des Potis und daraus errechnet sich dann die Gewichtskraft. Aber anderseits ist die Idee genial wenn man sich das Ding selber baut.

    http://ttobsen.lima-city.de/potimeter.jpg

    (bis die Server wieder laufen: http://www.elpra.de/downloads/potimeter.jpg )

    Der Widerstand wächst mit der Länge linear an, welche linear zum Gewicht wächst. Einfach Spannung über dem Widerstand abgreifen und via A/D Wandler umrechnen. Ich hab leider nicht soviel Erfahrung, aber eignet sich hier eine abgeglichene Wheatstone Brücke? Da lässt sich die Spannung einfach empfindlicher messen.

    Aber das nur so nebenbei, ich würde die Schmuckwaage bei Ebay kaufen ;)

    Gruß Tobi

    Beitrag geändert: 20.9.2007 10:32:01 von ttobsen
  17. Autor dieses Themas

    karikato

    Kostenloser Webspace von karikato

    karikato hat kostenlosen Webspace.



    erasmuz schrieb:
    Dann kann man sich gleich ne digitale Personen-Waage für 10¤ vom Aldi holen, und die umbauen ^^


    Das Problem bei so einer normalen Waage ist, dass sie wahrscheinlich nicht empfindlich genug für unser Vorhaben wäre. Wenn man z.B. etwas drauflegt, dass nicht mal 1kg aufbringt, sondern eher in die Gramm geht.
    Oder lassen sich solche Waagen leicht nachkonfigurieren?
  18. @karikato: Schmuckwaage 10gr | PocketWaage 100 - 200Gr | Personenwaage: 200KG | Ami-Personenwaage 1t ;)

    @ttobsen: Also aus Physik Klasse 11 kannst du dochnicht von mir verlangen, zu wissen, was ne \"Wheatstone Brücke\" ist?

    Ich hab mir das bei Wiki angesehen, öhhm, ja, klar,... soviele Formeln...
    Ich vermute mal, das die Wheatstone-Brücke nur der Messung des Wiederstandes zugute kommt, aber das muss ja Digitalisiert werden. Also ist das Problem eher die Ungenauigkeit des A/D Wandlers... Also ob 100 oder 99 Schrauben drinnliegen, das wird der dann wohl nicht können, aber wen interessiert das schon? Ihr solltet schon etwas an der Praxis arbeiten,....

    Denn ob 100 oder 60, das krieg der locker hinn. Dann könntet ihr alles per Microcontroller steuern, das wird

    a.Billiger
    b.kleiner
    c.schneller ein/aus [Kein Booten]

    Also am besten einen, der als Web-Interface oder so agiert, und dann noch welche mit A/D-Wandlerports, die dann die einzelnen Schubladen übernehmen und ihre Daten seriell an den Web-Controller senden,... An sich recht simpel, wenn man das moos für den kram hat,... würd mir auch spassmachen ;) Aber ich bringe zzt. (naja, bald) Kiddies bei, damit ihre Roboter zu steuern :)

    PS:
    Da fällt mir noch ein, das es ja Wiederstände gibt, die sich beim Biegen verändern. Also deren Wiederstand ^^. Aber ich vermute, das das nicht ganz Linear ist... Tjaja, die tollesten Ideen hat man immer nebenbei, ttobsen ;)
  19. c*a

    Nichts anderes als eine Balkenwaage.
    achsoooo... wenn man Google Bildersuche macht, denkt man es wäre irgendetwas kompliziertes.

    Der Widerstand wächst mit der Länge linear an, welche linear zum Gewicht wächst.
    Nur wenn l hinreichend groß ist. Denn wenn Δl wächst, wächst ja auch die Zentrifugalkraft.
    R ~ Δl aber
    m = D Δl / (ω² (l + Δl))

    Ami-Personenwaage 1t
    In Bagdad an eine Häuserwand gemalt »American Fatboys go home« :biggrin:

    Ich hab mir das bei Wiki angesehen, öhhm, ja, klar,... soviele Formeln...
    Ich vermute mal, das die Wheatstone-Brücke nur der Messung des Wiederstandes zugute kommt, aber das muss ja Digitalisiert werden. Also ist das Problem eher die Ungenauigkeit des A/D Wandlers... Also ob 100 oder 99 Schrauben drinnliegen, das wird der dann wohl nicht können, aber wen interessiert das schon? Ihr solltet schon etwas an der Praxis arbeiten,....
    Dass eine Wheatstone-Brücke bei sowas wie dem Gerät mit dem Potentiometer irgendetwas bringt, glaube ich nicht. Die Wheatstone-Brücke dient entweder zur Messung selbst (wird in der Praxis nicht mehr verwendet) oder um hohe Grundwiderstände (z. B. bei Dehnungsmessstreifen) auszugleichen.

    Und was habt ihr immer mit euren Analog-Digital-Wandlern? Einfach ein digitales Voltmeter die Spannung messen lassen und gut ist.
  20. erasmuz schrieb:
    @ttobsen: Also aus Physik Klasse 11 kannst du dochnicht von mir verlangen, zu wissen, was ne \\\'Wheatstone Brücke\\\' ist?


    Doch das dachte ich. Ich war auf deiner Webseite :wink:


    Ich hab mir das bei Wiki angesehen, öhhm, ja, klar,... soviele Formeln...
    Ich vermute mal, das die Wheatstone-Brücke nur der Messung des Wiederstandes zugute kommt, aber das muss ja Digitalisiert werden. Also ist das Problem eher die Ungenauigkeit des A/D Wandlers... Also ob 100 oder 99 Schrauben drinnliegen, das wird der dann wohl nicht können, aber wen interessiert das schon? Ihr solltet schon etwas an der Praxis arbeiten,....


    Genau dafür ist die Wheatstone-Brücke da. Die misst aller kleinste Widerstandsänderungen und gibt dir ne satte Spannung. Muss vorher jedoch von Hand abgeglichen werden.



    cga schrieb:
    Ich hab mir das bei Wiki angesehen, öhhm, ja, klar,... soviele Formeln...
    Ich vermute mal, das die Wheatstone-Brücke nur der Messung des Wiederstandes zugute kommt, aber das muss ja Digitalisiert werden. Also ist das Problem eher die Ungenauigkeit des A/D Wandlers... Also ob 100 oder 99 Schrauben drinnliegen, das wird der dann wohl nicht können, aber wen interessiert das schon? Ihr solltet schon etwas an der Praxis arbeiten,....
    Dass eine Wheatstone-Brücke bei sowas wie dem Gerät mit dem Potentiometer irgendetwas bringt, glaube ich nicht. Die Wheatstone-Brücke dient entweder zur Messung selbst (wird in der Praxis nicht mehr verwendet) oder um hohe Grundwiderstände (z. B. bei Dehnungsmessstreifen) auszugleichen.


    Oki doki :)

    cga schrieb:
    Und was habt ihr immer mit euren Analog-Digital-Wandlern? Einfach ein digitales Voltmeter die Spannung messen lassen und gut ist.


    Ist in einem digitalen Voltmeter kein A/D Wandler drinnen? Ob man sich das Teil dann selber baut oder eins kauft wäre dann einfach Geschmackssache ;)

    Gruß Tobi
  21. Autor dieses Themas

    karikato

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    karikato hat kostenlosen Webspace.



    erasmuz schrieb:
    @karikato: Schmuckwaage 10gr | PocketWaage 100 - 200Gr | Personenwaage: 200KG | Ami-Personenwaage 1t ;)


    Wahrscheinlich wird das wohl unsere Alternative werden, weil wir in der Gruppe auch viele Ideen hatten, zeitlich es aber langsam schwierig wird.

    Die Waagen auseinander schrauben ist ja kein Problem.
    Allerdings ist die Frage, ob wir überhaupt die Schnittstelle haben um die Werte an unsere Zentraleinheit zu senden.
    Weiß da jemand zufällib bescheid, über welche Schnittstelle so eine Waage die Werte senden könnte?
  22. Diskutiere mit und stelle Fragen: Jetzt kostenlos anmelden!

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