Estabilizar medición de una celda de carga con pic

[fernandotapia]

Que tal compañeros, stoy haciendo un diseño de una bañanza digital con las caracteristicas siguientes: resolucion de 1.99 mV/V, alimentacion de 9V, y capacidad de 75 kg. Sabiendo esto y a partir de lo que he investigado, se recomienda usar una tension de 2.5V de referencia en el pic para lograr estabilidad a la hora de realizar lecturas a traves del convertidor A/D. Pretendo utilizar un amplificador operacional AD620 para la señal proveniente de la celda. Solo tengo una duda en la programacion del pic y es en cuanto a como configurar el voltaje de referencia de 2.5V que pienso introducir con un lm336 2.5.. Espero me puedan apoyar, cualquier comentario o sugerencia se agradecera .

 

[2cool2you]

La tensión de referencia se obtiene desde afuera del pic; se debe poner un divisor resistivo para lograr la tensión deseada. En tu caso, usando 2 resistencias de 10k conectadas a 5v lograrían perfectamente los 2,5v.
En cuanto a la configuración del pic, se debe configurar para que use las entradas análogas y la tensión de referencia. En CCS esto se logra usando la función setup_adc_ports() con las constantes correspondientes que se encuentran en el archivo de encabezado del pic que estas usando.

 

[fernandotapia]

Muchas gracias compañero, seguí investigando y ya encontré como configurar los puertos del pic, que es lo q me comentas. Ahora tngo otra pregunta... Al usar la referencia de 2.5 V significa que ahora el voltaje que debo amplificar en la celda de carga deben ser los otros 2.5 V para completar los 5 V??? es decir V-ref sera de 2.5 V y V+ref de 5V???. Hasta donde yo comprendo asi es, y solo debo usar las mitad de ganancia que calcule en un principio en el circuito que me acondiciona la señal con amplificadores operacionales.

Es decir, la ganancia que he calculado es de 210, y ahora con una tensión de referencia de 2.5 V solo debo usar la mitad de esa ganancia para alcanzar los 5 V???. Muchas gracias por sus comentarios, me serán de mucha utilidad.

 

[2cool2you]

Depende de las referencias que utilices. Los pic tienen dos posibilidades diferentes; usar solamente referencia de tensión positivas, y como refencia negativa se usa la propia del pic; o usar una tensión de referencia positiva y una tensión de referencia negativa.

Al usar la referencia, lo único que cambia es la resolución del ADC. Si no se utiliza una referencia, es decir, los límites son 5V y 0V, la resolución del ADC es de 19,6mV, en caso de usar 8 bits, o de 4,88mV en caso de usar 10 bits; lo que significa, que cada punto del ADC vale 19,6mV o 4,88mV respectivamente.
Esto se obtiene de la siguiente ecuación:
ADC = (Vref+ - Vref-) / 255 -> Para 8 bits
ADC = (Vref+ - Vref-) / 1023 -> Para 10 bits.

En cuanto a la tensión que ingresa al puerto, DEBE estar comprendida entre las referencias.
Si Vref+ = 5V y Vref- = 0V, entonces la tensión aplicada en el pin análogo tiene que estar entre 0V y 5V (midiendola con respecto a Vref-).
Si Vref+ = 2,5V y Vref- = 0V, entonces la tensión aplicada en el pin análogo tiene que estar entre 0V y 2,5V (midiendola con respecto a Vref-).

Con respecto a tu pregunta; si usas una referencia de 2,5V positiva y tomas la masa del circuito como referencia negativa, lo único que tenes que hacer es que a máxima escala en la entrada del pin del ADC haya 2,5V. Con el tema de la ganancia no sabría decirte, dado que estoy estudiando, y de momento sé más de programación y sistemas embebidos que de electrónica en sí.

 

[fernandotapia]

A ok compañero, ese era el punto que no entendía, te agradezco mucho tu respuesta ya que me será de mucha ayuda. Por lo que me comentas, me parece que solo tengo que ajustar mi ganancia con los amplificadores, yo se de electrónica y programación pero nunca había trabajado con voltajes de referencia. Seguiré adelante con mi proyecto, de nuevo te agradezco mucho, y si tengo alguna otra duda espero me puedas seguir apoyando. Aaaa.... y si aún tienes alguna duda de electrónica con gusto te puedo apoyar en lo que sepa vale...Saludos!!!!

 

[2cool2you]

Me alegro de haber resuelto tus dudas, y te agradezco anticipadamente por tu ayuda. Un saludo, 2cool2you.

 

[fernandotapia]

Hola otra vez compañeros, los vuelvo a molestar. Stoy utilizando un amplificador operacional de instrumentacion para hacer la adquisicion de datos con la celda de carga, utilizo el AD624. Mi problema sq que al alimentarlo en Vs y -Vs me arroja voltaje a la salida sin siquiera meterle una señal de entrada en los pines 1 y 2. Esta dañado el AD624 o stare haciendo algo mal????

Spero me puedan ayudar, de antemano gracias por sus valiosos comentarios.

 

[fernandotapia]

Ya solucione mi problema compañeros, gracias.

 

[fernandotapia]

Aqui dando lata de nuevo amigos, ya stoy implementando mi proyecto de la celda de carga digital con el Amplificador AD624. Mi problema es a la hora de tomar la lectura con el ADC y posteriormente imprimir la medicion en una LCD 2x16. Desafortunadamente la medida en la LCD tiene mucha variacion y no se estabiliza en un valor mas o menos fijo. Ademas al aumentar el peso, se incrementa mi grado de error en la medicion. Que podria star saliendo mal???? Primero utilice voltajes de referencia de 1.45 volts como minimo y maximo de 5V, esto para eliminar el voltaje que me manda la celda con el peso de la estructura que la soporta.

Posteriormente utilice una referencia de 2.5 V como maximo y minima de 0.74 V como minima. Claro realice la correción de ganancia en el AD624, sin embargo no cambio mucho la cosa, y mi grado de error aumento respecto a la media q deberia marcar realmente. Spero me puedan apoyar, y desde ahora muchas gracias. A... por cierto el reloj del ADC lo tengo a 20 us y utilizo programacion en tiempo real con CCS. Si desean ver mi programa me avisan xfa. De nuevo muchas gracias !!!!

Saludos a todos, y gracias otra vez por su atencion!!!!

 

[aquileslor]

Yo me meto es esta discusión para introducir mi punto de vista. Siempre he trabajado y trabajo en instrumentos de medición. Tienes que centrarte en la parte analógica del sistema. Si los voltajes salidos del operacional varían, no podés arreglarlo con el micro y sus periféricos. Primero tienes que tener una medición estable y confiable de la balanza. Debes usar pesas definidas y crecientes en múltiplos para controlar la linealidad. Usá un tester de cinco decimales para estar seguro. Si todo va bien, entonces si te podés dedicar al micro, su programa, etc. Allí quizás puedas corregir algún error que encuentres en la primer etapa de medición, con algú algoritmo. Pero si en principio no tienes todo estabilizado, probarlo despues con el micro. es perder el tiempo. Tienes que partir de algo estable y sustentable. Estas son reglas que se han adquirido con mucho tiempo de lidiar con la electrónica. ¿ En principio, está firme la celda de carga en su soporte? Este tiene la flexibilidad necesaria para el peso a medir? ¿Está firme en su base? Bueno, espero te sirva. Te deseo suerte en tu proyecto.

 

[fernandotapia]

Al contrario Aquileslor muchas gracias por tu apoyo y recomendaciones. Mira comprendo lo que me kieres decir y tienes razon. La celda de carga (marca MediData) q stoy utilizando sta montada en una base que se ve estable (voy a examinar con mas cuidado estos detalles). Tiene una resolucion de 2.0371 mV/cada volt y alimento con 12 volts. Introduci este voltaje xq no tengo la hoja de datos, y por lo que he investigado, la mayor parte de celdas soportan hasta 15 V, stare haciendo bien al alimentar con este voltaje???.Asi q mi maximo voltaje de salida de la celda (con 50 kg, q es la carga maxima de la celda) sera de poco mas o menos 24.4452 mV, cierto???ahora la ganacia la calcule en función de lo qt acabo de comentar, dividi 5000 (5V=5000 mV) entre 24.4452 mV, y de aqui obtengo mi ganancia para llegar a los 5 V que necestio en el ADC. Este valor lo sustituyo en la ecuacion de AD624 y obtengo mi resistencia de ganancia.

Ahora bien, meti un capacitor a la alimentacion de la celda xq sufria una caida de tension, no se q tanto afecte el capacitor a la celda de carga y su respuets en mV. Algo q me resulta extraño sq me manda 7.3 mV de salida sin tener peso aplicado (excepto por el de su propia estructura y soporte) asi q esto me hace pnsar q la celda no este operando de manera correcta, o tu q opinas????He medido q por cada kg. de peso aplicado varia .04 mV, por eso me extraña q ste mandando 7.1 mV sin carga aplicada, ya que dudo que ste soportanto mas de 2 o 2.5 kg (y exagero eeee).

Voy a checar lo que me comentas de la salida de voltaje del AD624, aunk me decidi por este amplificador debido a su alta capacidad y que se recomienda para la aplicacion de celdas de carga.

Por ultimo, sta celda es solo de prueba ya que pretendo implementar una de 150 a 200 kg, crees que pueda medir 2 kg con esta celda???? y que podria aplicar para estabilizar la señal analogica provenientes de la celda y que pasa por el AD624???

Espero haberme dado a ntnder compañero, y de nuevo muchas muchas gracias!!!!

 

[cristian_elect]

Que pic estarás usando y si viste su hoja de errores.
Las balanzas electrónicas tienen un software de estabilización toman 60 muestras por segundo y eso es filtrado por un pasa bajo de 8 polos hasta 5Hz eso vi en un modelo.

 

[aquileslor]

De nuevo con la picana: ¿La celda de carga tiene solo dos conductores, o es un puente de wien como corresponde? Hay celdas que ya vienen preparadas en montaje puente y otras son simples, como unas que tengo yo y nunca las usé porque no sé como pegarlas con algo simple y que sigan las variaciones del soporte. Cuando las compré venian en la caja las cuatro correspondientes al puente pero separadas. Generalmente eran resistivas, pero ahora se me hace que hay piezoeléctricas. Por lo que intuyo de lo que dices es que la celda produce una salida. Debe ser piezoeléctrica. Si fuera resiteiva y en puente, lo que hay que hacer es neutralizar el puente para carga cero. En la piezoeléctrica se me ocurre lo mismo.
Te sigo deseando suerte.

 

[fernandotapia]

Gracias por sus comentarios compañeros, con respecto a lo que me comentas cristian te dire que uso un 18F4550. Tambien ya tenia contemplado un filtro pasabajos pero confiaba que el AD624 fuera mas inmune al ruido, voy a checar eso. Tambien es interesante revisar el numero de muestras que toma el pic, xq tengo el reloj del ADC a 20us y tal vez este tomando muchas muestras. Y por cierto aq te refieres con el error del pic???

En cuanto a lo que me comentas Aquileslor, pienso que la celda de carga es resistiva, ya que trae los cables separados y he hecho pruebas de resistividad con el multimetro y me arroja valores de 411 ohms en las entradas de voltaje (cables verde y amarillo) y de 352 ohms en las señales (cables negro y rojo). No he encontrado una celda piezoelectrica como dices, es mas no sabia que hubiera celdas asi , aunk como te comento pienso q la celda tiene un puente de wheatstone en su interior. Sabes pnsaba implementar un seguidor de voltaje a la salida del AD624, pero no se si me sirva sin antes verificar el comportamiento de mV de la celda de carga. Veo q aun me falta mucho por revisar y corregir, pero sus comentarios son de mucha ayuda, se los agradezco y si tienen mas sugerencias o comentarios seran bienvenidos, saludos y gracias !!!!!