Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Kleinwägezelle TAL221 - Frage zu Daten


von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Hallöchen!

Für unsere Spritzgussmaschine möchte ich gerne eine Teilewaage mit 
entsprechender Ausschusssortierung ("Gewicht ok? Dann in den rechten 
Behälter, ansonsten links") implementieren.

Als Wägezelle wollte ich eine TAL221 verwenden, die dann an einem HX711 
hängt und der dann an unserer BluePill+Raspberry.

Der mechanische und elektrische Aufbau ist soweit klar, auch über die 
Nachteile des HX711 (Temperaturdrift, gemeinsame Masse von Digital- und 
Analog-Teil  usw.) habe ich hier im Forum schon einiges gelesen, aber 
ich denke, meine Anwendung ist da nicht so kritisch. Ich kann ja im 
Prinzip nach jedem Wiegevorgang nullen.

Zu den Angaben im Datenblatt habe ich noch folgende Fragen:

1.) Für die Zellen bis 200g steht dort 0,6mV/V. Bezieht sich der Wert 
auf den Vollausschlag? Bei der 100g-Messzelle und 5V hätte ich dann eine 
Brückenspannung von 3mV?

2.) Was ist mit dem Temperaturkoeffizienten? ZERO dürfte vermutlich die 
Nullpunktdrift sein, aber SPAN? Ist damit die Bereichsdehnung gemeint?

Wenn ich nur 3mV bei Vollausschlag habe, dann nutze ich den Bereich des 
HX711 mit +/-20mV (bei Maximalverstärkung) nur sehr unzureichend aus, 
zumal meine zu wiegenden Teile nur im Grammbereich (1-3g) liegen. Auch 
wenn mir  0,1g Genauigkeit reichen - optimal ist die geringe 
Aussteuerung nicht.

Oder mache ich mir unnötig einen Kopf und mit den 24 Bits des HX711 
lässt sich trotzdem ausreichend arbeiten?

: Verschoben durch Moderator
von dms freak (Gast)


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1: so isses

2: SPAN ist die thermische Drift des Messwerts.

3: Der Kennwert ist 0,6 mV/V ± 0,15 mV/V. Wenn du das nicht mit einem 
Gewicht abgleichen kannst, beträgt der Fehler 25 gr.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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dms freak schrieb:
> 1: so isses
>
> 2: SPAN ist die thermische Drift des Messwerts.

Ah, besten Dank.

> 3: Der Kennwert ist 0,6 mV/V ± 0,15 mV/V. Wenn du das nicht mit einem
> Gewicht abgleichen kannst, beträgt der Fehler 25 gr.

Ja, stimmt. Das ist natürlich zu viel.

Ich müsste die Kurve der Zelle dann also um den späteren Tara-Wert (auf 
der Zelle sitzt ja noch der Mechanismus zum Ausstoßen der Teile in die 
jeweilige Kiste) herum aufnehmen und dann mit der Abgleichkurve 
arbeiten.

Genaue Gewichte sowie eine sehr gute Feinwaage sind vorhanden

Oder ich schlachte eine ältere, gebrauchte Feinwaage. :-)

Gibt es außer dem HX711 noch halbwegs vernünftige Auswertechips im 
gehobenen Preissegment?

von gdjf (Gast)


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Chris D. schrieb:
> Gibt es außer dem HX711 noch halbwegs vernünftige Auswertechips im
> gehobenen Preissegment?

z.B. ads1231

von ths (Gast)


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Ich habe vergessen zu erwähnen, dass sich die Nullpunktsdrift ZERO der 
Messwertdrift SPAN überlagert, es sei denn, man ist in der glücklichen 
Lage, vor der Messung abtarieren zu können.

von Mehmet K. (mkmk)


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Chris D. schrieb:
> Gibt es außer dem HX711 noch halbwegs vernünftige Auswertechips im
> gehobenen Preissegment?

Bin ebenfalls dabei eine Waage zu entwerfen.
Bisherige Kanditaten waren MCP3421, ADS1232 und ADS1220.
Für die Nullserie habe ich mich für den ADS1220 entschieden.

: Bearbeitet durch User
von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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@Mehmet, gdjf:

Danke für die Infos. Die ICs schaue ich mir mal an - auch wenn es 
erstmal wohl beim Prototypen bleiben wird ;-)

von Mehmet K. (mkmk)


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Chris, als Dankeschön für die Mit-Administration dieses Forums könnte 
ich Dir 2 PCBs zukommen lassen, mit denen ich meine ersten Gehversuche 
unternommen hatte. Die Versandkosten aus der Türkei werden mich wohl 
nicht in den Ruin stürzen :)
Als MCU hatte ich den STM32F031 eingesetzt.

Aber meine Empfehlung waere, gleich auf den ADS1220 zu setzen.
Und entre parenthèses: mit dem HX711 wirst Du nicht glücklich.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
...
> Gibt es außer dem HX711 noch halbwegs vernünftige Auswertechips im
> gehobenen Preissegment?

http://harerod.de/applications_ger.html#LoadcellADC

AD7195 mit entsprechender Außenbeschaltung.
Die gezeigte Baugruppe liefert ungeschirmt auf dem Tisch liegend 
rauschfreie 20bit, wie bei der Abtastrate laute Datenblatt zu erwarten 
ist.

Ich mag die AD71xx-Reihe, weil mit ähnlichem Digitalteil und immer 
ähnlicher Applikationsstruktur ganz verschiedene Messaufgaben gelöst 
werden können.

Nicht dass Du es hier wirklich bräuchtest, aber bei artgerechter Haltung 
liefern die Dinger diskussionslos das was im Datenblatt steht.

Kunden sind alle begeistert und ich werde schon nervös, weil die Teile 
so unkompliziert sind. ;)

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Mehmet K. schrieb:
> Chris, als Dankeschön für die Mit-Administration dieses Forums könnte
> ich Dir 2 PCBs zukommen lassen, mit denen ich meine ersten Gehversuche
> unternommen hatte. Die Versandkosten aus der Türkei werden mich wohl
> nicht in den Ruin stürzen :)

Vielen Dank für das Angebot. Ich hatte mir jetzt aber schon ein fertiges 
PCB mit HX711 inkl. Zelle bestellt - ist ja nicht wirklich teuer.

> Aber meine Empfehlung waere, gleich auf den ADS1220 zu setzen.
> Und entre parenthèses: mit dem HX711 wirst Du nicht glücklich.

Ich probiere es einfach mal aus. Meine Anforderungen sind ja nicht so 
extrem hoch. Im Prinzip reicht mir die Info: "Wiegt dieses Teil +/-5% 
soviel wie das Teil, das vor 20 Sekunden gewogen wurde?"

@Marcus:

Danke für die Infos - das wäre dann mein nächster Kandidat :-)

Hach, und noch schön mit 7809 aufgebaut - dass ich das noch erleben 
darf.
Hier verbauen wir fast immer LM317. Bewährt, bekannt, robust und an 
jeder Straßenecke verfügbar ;-)

: Bearbeitet durch Moderator
von Mehmet K. (mkmk)


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Chris D. schrieb:
> "Wiegt dieses Teil +/-5%
> soviel wie das Teil, das vor 20 Sekunden gewogen wurde?"

Dafür reicht es allemal.

von Marcus H. (Firma: www.harerod.de) (lungfish) Benutzerseite


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Chris D. schrieb:
...
> @Marcus:
...
> Hach, und noch schön mit 7809 aufgebaut - dass ich das noch erleben
> darf.
> Hier verbauen wir fast immer LM317. Bewährt, bekannt, robust und an
> jeder Straßenecke verfügbar ;-)

Wie, schon integriert? Nicht einfach einen 2N3055 mit ein bisserl 
externer Verschaltung? :)


Naja, vor eine präzise Analogbaugruppe kommt immer ein Linearregler.
In diesem Beispiel macht der 7809 einen 9V Zwischenkreis, aus dem 
bedient sich dann der eigentliche Linearregler des ADCs (Oben rechts, 
überbrückt die Kriechstromfalle).
Als Versorgung für einen 24bit-Wandler wäre ein LM317 doch etwas zu 
verrauscht.
Die MCU versorgt sich aus dem Linearregler oben links.

Die ganze Baugruppe braucht so wenig Strom, dass hier eine reine lineare 
Regelung aus 24V vertretbar ist.
An anderer Stelle wird per Schaltwandler ein Zwischenkreis gefüttert, an 
dem dann die präzisen Linearregler hängen.


Das geht natürlich auch andersrum - baue grade an einem Labormesssystem, 
das eine 6V/100A Versorgung hat. Auch dort werden erstmal Zwischenkreise 
per Schaltwandler aufgebaut, aus denen dann die Messtechnik gespeist 
wird.
Bei dem Gerät ist dann Designziel Strom/Spannung eines Prüflings mit 
10kHz >22bit rauschfrei zu messen.

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Marcus H. schrieb:
> Naja, vor eine präzise Analogbaugruppe kommt immer ein Linearregler.
> In diesem Beispiel macht der 7809 einen 9V Zwischenkreis, aus dem
> bedient sich dann der eigentliche Linearregler des ADCs (Oben rechts,
> überbrückt die Kriechstromfalle).
> Als Versorgung für einen 24bit-Wandler wäre ein LM317 doch etwas zu
> verrauscht.

Ja, das denke ich mir. Mit hochauflösenden Wandlern hatte ich zumindest 
schaltungstechnisch noch nicht viel zu tun, hier war bisher bei 14 Bit 
Schluß, dazu alles sehr träge. Aber darüber ist ein sauberes PCB-Design 
sowie Spannungsquelle sicherlich Pflicht.

> Die MCU versorgt sich aus dem Linearregler oben links.
>
> Die ganze Baugruppe braucht so wenig Strom, dass hier eine reine lineare
> Regelung aus 24V vertretbar ist.
> An anderer Stelle wird per Schaltwandler ein Zwischenkreis gefüttert, an
> dem dann die präzisen Linearregler hängen.

Interessantes Feld. Wie sieht es da mit der Unterdrückung der 
Schaltfrequenz durch die Linearregler aus? benötigt man dafür besondere 
Typen?

> Das geht natürlich auch andersrum - baue grade an einem Labormesssystem,
> das eine 6V/100A Versorgung hat. Auch dort werden erstmal Zwischenkreise
> per Schaltwandler aufgebaut, aus denen dann die Messtechnik gespeist
> wird.
> Bei dem Gerät ist dann Designziel Strom/Spannung eines Prüflings mit
> 10kHz >22bit rauschfrei zu messen.

Respekt, Respekt!

Naja, ich teste es jetzt einfach mal mit dem HX711. Ist ja nicht für 
einen Kunden sondern für mich, da kann es billig sein ;-)

Ich melde mich hier wieder, wenn die ersten Ergebnisse vorliegen. Ist 
vielleicht für den einen oder anderen interessant.

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