Gewichtsmessung für Cocktails

[White_Fox]

@PICture: Leider ändert sich der Messbereich durch die unterschiedlichen Tara (Gläser / Gefäse). Der "variable" Bereich der wirklich mit einer so hohen Genauigkeit gemessen werden soll liegt ja nur im Bereich von 10g bis max. 500g. Wenn man nach jede Zutat einzeln "tariert" sogar nur maximal die Hälfte davon.
Eine Idee um deinen Vorschlag umzusetzen wäre die Erfassung der Tara-Spannung, um diese dann vor dem Messverstärker abzuziehen. Aber ich glaube das wird noch problematischer wie ein störungs- und rauscharmer Verstärker für eine schnelle Messung.

Aber die Idee hat was. Man könnte die abzuziehende Tara-Spannung vor jeder neuen Zutat über einen DAC oder digitales Poti generieren und so lange anpassen, bis der Messwert wieder (fast) 0 ist.

Das würde ich aber nicht irgendwo im Messverstärker machen, sondern im Controller. Knopfdruck, und der Controller zieht den soeben gemessenen Betrag ab bevor er ein neues Ergenis anzeigt. Damit würde deine Waage nach Knopfdruck genau Null anzeigen, wenn du ein leeres Glas raufstellst. Die Zero-Funktion einer Küchenwaage funktioniert auch nicht anders.

Wie gefördert werden soll, wurde auch noch nicht angesprochen.

Einfach oben reingiessen?

[PICture]

Ich denke, eine Durchflussmesung wäre einfacher zu bewerkstelligen.

Ich auch, weil dann nix (Tara) abgezogen, bloss immer nur gewählte und genügend genau berechnete Zutaten addiert werden müssen.

[Crazy Harry]

@Crazy Harry: Das könnte ich tun, so ein hochauflösender ADC könnte mit einem "großen" Atmel mit vielen IO-Pins, einem R2R-Netzwerk und einem Komperator sogar günstig gebaut werden. Einen Komperator haben die meissten AVRs sogar schon onboard. Es müssten also nur 2* Bit-Auflösung Widerstände auf einer Lochrasterplatine "vertüddelt" werden. Aber hast du eine Empfehlung für einen passenden Sensor?

Einen 18Bit ADC gibts z.B. bei Reichelt für ca. 2.50€ .... MCP3421

[Klebwax]

Einen 18Bit ADC gibts z.B. bei Reichelt für ca. 2.50€ .... MCP3421

Das klingt simpel. Bei einer Referenz von 5V entspricht ein Bit dann ca. 20 µV. Eine Schaltung, mit der man das zuverlässig dem ADC zuführt, muß erst mal gebaut werden. Wenn man das sorgfältig macht (lernen, wie man solche Schaltungen entwickelt, mehrere Layouts, Abschirmgehäuse testen, Messgeräte anschaffen, die noch etwas besser sind als die 20µV, etc.) interessieren einen die 2,50 € am Ende überhaupt nicht (es sei denn, es werden einige hunderttausend Stück).

Die Realität ist, 10 bis 12 Bit bekommt man noch so in den Griff, statt eines 18 Bit Wandleres könnte man auch 12 Bit nehmen, und die fehlenden 6 Bit mit einen Zufahlsgenerator ergänzen.

MfG Klebwax

[oberallgeier]

... Hab gerade mal mit meiner KüWa getestet, die müsste von ALDI sein ...

Meine Küchenwaage (Salter, Mod. 1030, max 5000 g, 1g/div) hat vermutlich einen von der Million gleicher Wägebalken mit Elektronik. Sie zeigt bei meinem Eichgewicht von 500,000^-0,005 g 502 an; Nachkomma gibts nicht.

... Masse, Dämpfungskonstante und Federkonstante ergeben sich aus deinem Aufbau... Masse ... Schnaps da auch mit enthalten ist ...

Genau. Optimal wäre eine Dämpfung für aperiodischen Grenzfall, dann wird (relativ) langsam eingeschwungen, aber es gibt keinerlei Nachnicken. >>Nur an dem auf genau diese Masse bezogenen Arbeitspunkt<<. Denk an den Airliner: die Landemasse ist einigermassen konstant (leere Flieger gibts ja kaum), der aperiodische Grenzfall für den Landestoß ist auf 5 m/s Sinken ausgelegt. GENAU da kracht der Flieger auf den Boden und das Fahrwerk muckst nicht nach, ein bisschen langsamer gesunken oder schneller dann gibts deutliches Nachnicken.

Aber ein, zwei Gramm sind für Dich kein Problem.

Volumetrische Zumessung mal qualitativ. Bei den üblichen Getränken gehen runde 20 Tropfen auf einen Milliliter, also 1 Tropfen auf 50 mg. Die Durchflußmesszelle für Getränke möchte ich aber nicht auslegen müssen (es sei denn es gibt finanziell kaum Limits). Allerdings würde ich (wieder finanziell etwas aufwändig) die Zumessung mit einer Peristaltik machen, wie sie in Infusionspumpen eingebaut sind. Da kann die Pumpe die Mengen"messung" erledigen. Hier wäre aber im DIY-Bereich sicher ein gutes Feld zu einer innovativen Einfachlösung!

[Bumbum]

Guten Morgen,

ich habe mir die verlinkte Wägezelle von Amazon jetzt bestellt. Sobald sie da ist werde ich wie gesagt mal Versuche starten. Es gilt jetzt also noch den Messverstärker zu entwerfen. Hier liegt scheinbar der große Knackpunkt beim Projekt. Das mit der hohen Auflösung sehe ich auch als Problem. Deshalb fnde ich PICtures vorschlag nicht schlecht und würde ihn gerne umsetzen.

Ich baue also erst mal einen sehr exakten Verstärker, der das kleine Signal der Waage auf eine hohe Spannung verstärkt. Sagen wir mal bei 5kg Last 15V. Das ergibt 3mV je Gamm und klingt für mich einigermassen "handlebar". Vorschläge für diesen Verstärker nehme ich gerne an. Oder sollte ich einfach erst mal eine simple OP-Verstärker-Schaltung (nicht invertierend) planen, und schauen ob das schon ausreichend genau ist?
Als nächstes erzeuge ich mit einem (digitalen) Poti eine Tara-Spannung. Diese werde ich mit einem Differenzverstärker von der verstärkte Messspanung abziehen und das Ergebnis auf meinen ADC legen.
Wenn ich davon ausgehe maximal 500ml variables Gewicht (neue Zutat) zu messen, also maximal 500g ergibt sich bei 10 Bit eine Auflösung von ca. 0,5G. Das hört sich auch gut an.

Den Tara-Ausgleich werde ich automatisch per Software regeln. Vielleicht nehme ich für das Poti auch einen DAC. Aber es schwebt mir da irgendwas mit 8 Bit Auflösung vor. Es bleibt dann ein kleines Offset, dass ich vor der Messung speichern und dann abziehen muss.

Wie seht ihr das? Wo seht ihr Probleme?

Viele Grüße
Andreas

[Peter(TOO)]

Hallo Andreas,

Das ist alles reine Augenwischerei, mit den gesplitteten Bereichen!

Du hast mit 5V an der Zelle etwas um die 7mV bei 5'000g.
Macht also etwas über 1µV/g.

Da kommst du nicht rum, egal was du da analog noch addieren oder subtrahieren willst.
Zudem bringt dir da jeder zusätzliche Analogteil zusätzliches Rauschen und Drift!

Zudem haben Potis eine recht grossen Temperaturdrift.
Du wirst auch merken, dass normale Widerstände rauschen.

Am besten nimmst du einen fertigen Instrumentenverstärker-IC.
Den kann man theoretisch auch aus 3 OPs aufbauen, aber dann funktioniert der Gleichlauf nicht so gut.

MfG Peter(TOO)

[malthy]

Moin!

Ich baue mir auch gerade eine Waage die auf einer Wägezelle basiert (ist eigentlich nur ein "Vor- und Übungsprojekt" für etwas anderes). Um die DMS Brücke auf meiner Wägezelle (die etwas kleiner ist als Deine) auszuwerten, greife ich auf ein chinesisches IC names HX711 zurück (Datenblatt zB hier). Dessen Messbereich ist wahlweise +/-20 oder +/- 40 mV die mit 24 Bit aufgelöst werden. Du kannst damit mit interner Clock bis 80 Messungen/Sek nehmen, mit externer Clock von 20 MHz (das ist das Maximum) bis kanpp unter 150 Samples/Sek. Das IC hat ein simples synchrones serielles Interface, d.h. Du kannst die Daten einfach per µC "rausclocken" und verarbeiten. Ich bin mit meinem Projekt noch nicht ganz fertig, ich denke in 1-2 Wochen ist es soweit. Ich kann keine quantitativen Daten liefern (Noise u.ä.) qualitativ funktioniert das System schonmal sehr gut. Das IC ist in Europa/USA schlecht zu bekommen, ich habe es direkt in China bestellt. Ggf findest man auf Ebay eine fertig aufgebaute Platine damit, von der man den Wandler runterfönen kann (ist ne SOP16 Package).

Das vielleicht nur mal so als Tipp oder Anregung, wie gesagt, bei Gelegenheit dann auch mal mehr dazu von mir ...

Gruß
Malte

[PICture]

Ich habe immer von Null mit Einfach angefangen und nur das nötige bis zum Gerät mit erforderlichen Parameter kompliziert.

[Peter(TOO)]

@PIC,

Ich habe schon einige µV- und pA-Messverstärker gebaut. Neben dem Layout (Guard Ring usw.) sind Temperaturdrift und Rauschen die grössten Probleme.
Der Rest ist dann Abschirmung

MfG Peter(TOO)