Giovanni5

Ter Abr 30, 2019 5:46 pm
Calibração Manual Célula de Carga

A calibração manual é utilizada com muita frequência para balanças, mas neste tutorial utilizaremos a calibração via software para realizar o projeto final da balança digital. Embora não seja algo imprescindível para realização do projeto final, é interessante aprender sobre como é realizado algo tão simples, porém essencial para o funcionamento das balanças.

Lista de Materiais

01 x BlackBoard UNO R3
01 x Célula de Carga 50 kg
01 x Protoboard 400 pontos
01 x Pacote com 10 Resistores de 10 k Ohms
01 x Pacote com 10 Jumpers Macho/Macho 10 cm

Circuito

Existem diversas maneiras de realizar a calibração manual, porém neste caso utilizaremos um potenciômetro, substituindo um dos resistores, para variar a resistência. O circuito para esse experimento está na imagem abaixo.

 

Como é possível observar na imagem acima, estamos utilizando dois fios da célula de carga para montar a ponte de Wheatstone. O fio vermelho da célula é um fio comum para as duas resistências internas do sensor. Utilizando um multímetro na escala ôhmica e medindo a resistência entre o fio vermelho e o fio preto, por exemplo, é possível observar uma resistência de 1 k Ohm. Medindo a resistência entre o fio preto e o fio branco, é possível observar uma resistência de 2 k Ohm. 
Da mesma forma da célula de carga, o potenciômetro está incluído à ponte de Wheatstone para ser uma resistência variada. Neste caso estamos utilizando o potenciômetro para igualar a leitura  nos dois lados da ponte. Utilizamos as portas analógicas da BlackBoard para fazer a leitura das variações de resistência. A intenção, neste caso, é que as leituras analógicas sejam iguais para calibrar a ponte para uma célula sem carga.

Código

Após montar o circuito para calibração manual da ponte, utilize o código a seguir para realizar as leituras das resistências.

Código:/*******************************************************************************
* RoboCore - Calibracao Manual
* Codigo utilizado para realizar as leituras durante a calibracao manual da 
* ponte de Wheatstone com celula de carga, um potenciometro de 10 k e um 
* resistor de 10 k.
*******************************************************************************/

//declaracao dos pinos utilizados para leitura
const int PINO_POT = A0;
const int PINO_CEL = A1;

//declaracao das variaveis da leitura
int leitura_pot;
int leitura_cel;

//declaracao do intervalo de tempo para as leituras analogicas
const int TEMPO_LEITURA = 5; 
const int TEMPO_INTERVALO = 20;

const int TEMPO_ESPERA = 500; //declaracao do intervalo de espera

void setup() {

  //inicializacao do monitor serial e mensagens iniciais
  Serial.begin(9600);
  Serial.print("Calibracao Manual Celula de Carga");

  //definicao dos pinos analogicos como entradas
  pinMode(PINO_POT, INPUT);
  pinMode(PINO_CEL, INPUT);

}

void loop() {

  //leitura das portas analogicas
  analogRead(PINO_POT);
  delay(TEMPO_LEITURA);
  leitura_pot = analogRead(PINO_POT);
  delay(TEMPO_INTERVALO);
  analogRead(PINO_CEL);
  delay(TEMPO_LEITURA);
  leitura_cel = analogRead(PINO_CEL);
  delay(TEMPO_INTERVALO);

  //mensagens do monitor serial
  Serial.print("Leitura Potenciometro: ");
  Serial.print(leitura_pot);
  Serial.print("\t");
  Serial.print("Leitura Celula: ");
  Serial.print(leitura_cel);
  Serial.println();

  delay(TEMPO_ESPERA); //intervalo de espera

}

Vale lembrar que a resolução das entradas analógicas das placas da plataforma Arduino costuma ser de 4,9 mV. Portanto se considerarmos que a célula de carga de 50 kg irá ter como saída uma tensão de 5 mV quando aplicado o peso máximo (50 kg) sobre sua área de contato (sensibilidade de 1 mV/V), seria necessário aplicar 50 kg na célula para notar uma variação no monitor serial. Logo esse não é o melhor método para realizar uma calibração manual, porém é o suficiente para explicar o conceito sobre como realizá-la. Igualar as leituras perfeitamente pode ser um pouco difícil e tomar um certo tempo, porém não é impossível, então não desanime e continue tentando.

Scale_test_pot_bb.png Tamanho: 276.05 KB Downloads: 420 veze(s)