ASM51

Ola pessoal, estive procurando na internet uma balança que pudesse ter resolucao de 0,1g até 1 grama e gostaria de saber se alguem ja abriu uma destas balanças digitais populares para saber como funcionam e se tem precisao.

O pouco que conheco de balanças digitais é que usam uma celula de carga cujo circuito interno é baseado numa ponte de Wheatstone e strain Gauge.



CAMRY EK-3252

Essa aqui por exemplo é baseada em StrainGauge, por ai podemos achar clones desta balança por menos de 50 reais. Estou pensando em adquirir uma para um projeto em andamento e gostaria de achar uma balança com custo baixo ou talvez uma celula de carga para poder de 0,1g até 1g de gradação.

O problema de usar a balança diretamente é que eu gostaria de poder ler o sinal da balança num microcontrolador para poder enviar via Serial para um computador e nenhuma balança de baixo custo para 0,1g a 1g tem uma serial. Talvez eu poderia pegar o sinal de peso em algum canto, passar pelo microcontrolador e deste enviar para o PC.

Você pode utilizar um AOP com entrada diferencial e a saída botar direto no AD do microcontrolador. O sinal do AD joga num filtro FIR e a saída manda pela serial.

Talvez o AD623 funcione corretamente nessa situação, mas esse AOP deve custar metade do preço da sua balança de 50 pratas.

Também não sei se teria precisão porque os ADs dos micros são meio sem vergonha, eu uso AD externo ao micro, testei o CS5524 e estou testando o AD7730, os dois não precisam de um AOP.

A primeira coisa a perguntar é: quantas divisões a balança deve ter? Por exemplo, numa célula de carga com fundo de escala de 20kg, se quiser pesar de 5 em 5g, isso são 4.000 divisões. As balanças mais sem vergonha tem esse número de divisões. Daí se pensar num conversor A/D de 12 bits, que são os AD´s dos melhores micros (geralmente eles têm 10 bits, ou seja, 1024 divisões), deve funcionar. O problema é que a célula sem peso não terá exatamente 0V, e no fundo de escala também não vai ter Vcc. É possível que sejam necessários pelo menos 5000 divisões ou mais.
Além disso, existem as imprecisões. E um coversor AD nunca é perfeitamente linear. Supondo que no caso ideal, a célula dá 0V e Vcc sem peso e no fundo de escala, e liga num D de 12 bits. Se você for ensaiar a balança para homologar, ela não pode errar nenhuma divisão. Assim, se o AD errar um bitzinho na conversão, a balança não aprova. Então, o ideal é ter divisões sobrando.
Atualmente, usa-se no mínimo 16 bits de conversão, arredonda, tira média das medições, etc, para obter um valor provável mais perto do real. Assim, usar AD de microcontrolador prá instrumentação, nem pensar, fora alguns micros feitos para instrumentação.
Usar os sugeridos 7730 e 5524 são ótimas opções, porque eles embutem toda parte chata, com circuito de amplificação, referência filtragem e conversão. Só que paga-se o preço. O 7730 é um AD rápido, faz 1200 conversões por segundo, e isso é demais para uma balança comercial como a da foto, daí um 7718 pode ser mais adequado, porque é mais barato, e a velocidade não chega a atrapalhar.

A Texas Instruments tem uns App notes de balanças com os micros MSC1210 e o MSP430, pode começar estudando esses pdfs pra ter base.

http://focus.tij.co.jp/jp/lit/an/sbaa092b/sbaa092b.pdf
http://www.ece.uah.edu/~jovanov/msp430/ ... laa220.pdf

Vamos tentar esta tranqueira da china.

Ela pesa de 0,1g até 500gramas. Usa 2 pilhas AAA.

se uma grama tem 10 passos de 0,1g entao 500gramas x 10 = 5000 passos.

Um AD de um microcontrolador comum de 10 bits da 1024 passos. se eu dividir 500gr por 1024 eu teria 0,5g em média, a resolucao para mim seria aceitavel pois preciso menos de 1 grama de precisao. (Estou estudando a possiblidade de ligar a celula de carga direto no AD. Mas se a balança trabalha a 3V talvez eu tenha que fazer algumas traquitanas para condicionar o sinal.

Sei lá isso é papo que pensei agora possivelmente nao estou bom da cuca para divagar sobre isso.

Vou ler com calma os PDFs no fim de semana. cheguei a pouco de atendimento e tenho ainda que dar aula.

A solução mais barata que vejo é utilizar um ICL7135 e medir o tempo de integração lendo o status de um pino (não lembro qual).

Wagner, vc nao deve esperar nunca que seu conversor seja linear em toda a escala. A primeira vista seu conversor de 10 bits pode parecer suficiente mas na pratica nao será.

Faça como o xultz disse, use um conversor de 16 bits no minimo.

Wagner,

O assunto é bem extenso, e inicialmente precisaríamos definir e determinar limites a uma série de conceitos como linearidade, repetibilidade, estabilidade térmica, para podermos conversar sobre "precisão".

Para simplificar e encurtar a história, uma balança com base em célula de carga, nunca irá ter características metrológicas tão boas como uma por compensação eletromagnética, por exemplo. Ainda mais essas que andou citando, isso é um lixo: não são confiáveis metrologicamente, algumas apresentam mal contatos no display - que falha ou apaga - e no caso de alguma sobre-carga a célula de carga deforma e não volta mais, e ai é lixo mesmo.

Fabricamos balanças com resolução desde 0,0001g (250g de capacidade) até 50g (600kg de capacidade) as acima de 0,1g utilizam célula de carga, porem são células de carga profissionais para balanças de precisão (as células de carga são homologadas para várias resoluções 3.000 divisões, 10.000 divisões, as nossas estão acima dessas faixas).

Para desenvolver balanças deve-se ter um jogo de massas padrão com a melhor classe que conseguir comprar e um set de equipamentos de teste para avaliar linearidade, repetibilidade, estabilidade térmica, imunidade eletromagnética, estática, ler a legislação e adequar as características dos instrumentos.

hummm... Bem que eu desconfiava que voce era uma pessoa de peso, (Se me permite o trocadilho).

A ideia era bem simples mesmo, de toda forma, nao era nada assim muito exato que eu queria, o jeito é improvisar um circuito tosco tipo de balança mecanica de cozinha. A minha ideia era ter uma balança simples conectada ao computador para poder fazer o envase de tinta de impressora. Como os cartuchos de tinta ou de toner usam entre 3ml até 90ml de tinta e os de toner de impressora, abaixo de 400 gramas, uma balança de bolso poderia dar até conta do serviço, mas alguns cartuchos de toner costumam ter um peso bem alto em relacao ao toner dele, eu teria que ter uma outra celula de carga para pesar toner.

Esquenta não, era apenas uma ideia que venho tendo a varios anos, só acordei para o assunto depois de ver balança de bolso por preços proximos a 50 reais.

De toda forma, o projeto nao iria vingar mesmo... é que as maquinas de recarga que conheco, nenhuma pode garantir mesmo a carga de tinta no cartucho, se um mcu ou computador pudesse ler o peso antes, durante e depois da recarga, taria algo interessante. Esquenta não.

Só por curiosidade Brasilma, vc tem ideia de como é internamente estas balanças de bolso ou as de cozinha digitais xingLing (Tipo da importadora Western)?

Olá Wagner,

Todas elas utilisam sistemas baseados em célula de carga, porem são células de carga muito artesanais, feitas de forma a minimizar ao máximo o custo.

Para realizar a amplificação do sinal da célula pode usar um operacional de instrumentação como os da linha INA da Burr Brown.

Abraços,
Marcos.