Noch mal eine technische Frage zur Parallelschaltung vs. eine Zelle am Hx711 / ADS123x.
Wenn ich eine Wägezelle habe und die mit sagen wir mal exemplarisch mit 5 V betreibe habe ich bei einer Wägezelle mit 2 mV / V bei Maximalbelastung eine Spannung von 5 x 2 mV = 10 mV, korrekt?
Wenn ich nun 4 Wägezellen habe und die ebenfalls maximal belaste habe ich 4 (Zellen) x 5 (V) x 2 mV = 40 mV am Eingang des ADC, d.h. ich müsste dann ggf. mit dem gain factor runter, oder?
Nach Formel 3 (im pdf unter dem Bild von oben) steht die Anzahl der Meßzellen im Nenner:
Egal, wie groß ‘max gage load’ ist (deshalb hier normalisiert) : bei vier parallelen Zellen gegenüber einer einzelnen (2mV/V * 5V / 4) viertelt sich die Empfindlichkeit. Du müßtest also mit dem gain hoch, nicht herunter, nämlich auf 4x gegenüber einer einzigen Zelle.
(Spätestens rechnerisch sind diese Brücken eigentlich keine einfachen Kombinationen von Serien- und Parallelwiderständen, dennoch darf man im Fall der ausgeglichenen Brücke und hier dem weiteren Fall von vier derartigen Brücken den Kirchhoff vernachlässigen und nach Ohm rechnen.)
"Software efficiency halves every 18 months, compensating for Moore’s Law.” - David May’s law
etwas OT, dennoch weitere anforderungsähnliche Modelle mit mehreren (vier) Waagen:
Diese Leute hier übertragen die Ausgabe von vier Wägezellen als Anwendung einer Füllstandsmessung für Propangasflaschen per LoRaWAN und / oder Sigfox mit pycom-Hardware (im Artikel geht es nicht um Elektronik oder Wägezellen, sondern um eine praktische Abformung eines 3D-gedruckten Urmodells für Polyurethan-Guß):
(via: Polyurethane, Meet 3D Printing | Hackaday)
Hier nimmt jemand eine teure Cortex-M4-Bluetooth&WiFi- body composition&heart health -Körperwaage auseinander:
(nein, solche Geräte braucht kein Mensch; nur des Lernens wegen)
Der Knüller in diesem Ding ist das spezialisierte Wäge-Analog- front end AFE4300
(5EUR; Herstellerseite, Datenblatt; leider nur consumer temperature range (0…70°C)). Es ermöglicht nicht nur bis zu vier Wägezellen, sondern auch noch Eingänge für Impedanzmessungen - das könnten wir Imker vielleicht für Holzfeuchtemessungen an kritischen Stellen oder ähnliche elektrochemische Meßgeräte zweckentfremden… ;) .
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Die Kollegen von beelogger haben etwas zu HX711 mit zwei Wägezellen geschrieben.
Parallelschaltung von zwei Wägezellen
Der HX711 hat im Kanal A bei der Standardverstärkung von 128 einen Eingangsspannungsbereich von +/- 20mV. Bei Parallelschaltung von zwei Wägezellen wie die Bosche H30A, verdoppelt sich die Ausgangsspannung. Eine Parallelschaltung von vier Wägezellen, wie vereinzelt in anderen Bauanleitungen zu finden, führt bei maximaler Last zur Übersteuerung des HX711 bei einer Verstärkung von 128. In diesem Fall muss die Verstärkung für Kanal A auf 64 verringert werden, um die Eingangsempfindlichkeit auf +/- 40mV einzustellen.
Verstehe das nicht ganz. Denke man muss unterscheiden, ob ich eine - z.B. 200 kg - Wägezelle habe die bei Volllast von 200 kg und 3,3 V Exitation dann 3,3 x 2 mV / V liefert
versus
vier 50 (!) kg Zellen, die auch mit 200 kg gesamt belastet mit jeder einzenen Zelle dann ebenfalls 3,3 x 2 mV / V jeweils liefern.
Mir ist nicht klar, wie man diese vier “Spannungsquellen” dann verrechnet. Summieren - wie ich es oben gedacht habe oder wie auch auf beelogger geschrieben - stimmt glaube ich nicht. Wenn man deine Formel, @weef, oben nimmt kommt man mit meinem Beispiel auf die gleichen Werte.
eine H30a mit 200 kg max., belastet mit 200 kg
(2,0 mV/V x 3,3 V) / (1 x 200 kg) = 0,033 mV / kg
vier H30a mit je 50 kg, belastet mit 200 kg
(2,0 mV/V x 3,3 V) / (4 x 50 kg) = 0,033 mV / kg
Stimmt das so?
Auch zum Eingang B des HX711 der der geringen festen Verstärkung von 32 (vs. 128 beim Eingang A) wird etwas interessantes geschrieben:
Im praktischen Einsatz als Bienenstockwaage hat somit eine veränderte Verstärkung des HX711 von 128 auf 32 keine Auswirkung auf die Auflösung.
Die Frage ist für mich nur, ob man mit der 32er Verstärkung tatsächlich den kompletten theoretisch möglichen Bereich ausschöpft und damit dann doch Genauigkeit verliert, habe es aber nicht durchgerechnet, nur Bauchgefühl aus früheren Beschüftigungen mit dem 16bit-er von TI.
Affirmative. ;)
Auch 2x 100 kg -fs -Wägezellen würden das ergeben (bei ansonsten gleichen Vorbedingungen). Ich hatte, um nur eine einzelne Variable zu ändern, die gleiche Art Wägezellen (einfach/mehrfach) in der Rechnung gehabt.
Ähem, um mich mal selbst zu zitieren:
40mV vs. 10mV ist der Unterschied von PGA gain=128 vs. 32. Wenn die Dynamik des analogen Eingangssignals größer ist als full scale des AD-Wandlers (hier: mit PGA), ist eine weitere Vorverstärkung unnütz und nachteilig.
(gilt unter der Voraussetzung: es soll analog fs = digital fs oder möglichst dicht dran sein. Wenn nur das erste Viertel (im Beispiel 50kg) digital ausgewertet werden soll, die digitale Übersteuerung ab 51kg egal ist und Maßnahmen zum Schutz der AD-Wandlereingänge vor analoger Übersteuerung getroffen werden, wäre mehr Vorverstärkung klar zulässig).
Daher würde beim Beispiel PGA=32 reichen (@10mV digital fs).
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Hmm jetzt habe ich den Thread komplett gelesen, aber immer noch eine Frage:
2 Wägezellen CZL… 100kg pro Beute an einem HX711.
Was ist besser:
Bei 1. ist die Auflösung besser (ist das relevant?), dafür bekommt man aber nur den aggregierten Wert.
Bei 2. könnte man etwas über die Gewichtsverteilung erfahren (zumindest beim Kaltbau wenn die Zellen an der Seite sind), aber dafür geringere Auflösung.
so machen die das auch in emden bei ihrem uni-projekt mit ihren vier wägezellen an vier hx711 unter einer einzelnen wägeplattform.
