Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Wireless-Wiegezelle für Schraubenlager


von Manuel N. (manuelambaum)


Lesenswert?

Hallo,

Bin Heimwerker und habe ein 150x150cm Schraubengestell, welches ich 
gerne mit ein wenig Technik ausrüsten möchte. Ich hatte die Idee, unter 
jedes Fach eine Wiegezelle zu platzieren, welche dann via 
Mikrocontroller das Gewicht, respektive dann den entsprechenden 
Füllstand eines Schraubenfachs an eine im Nebenraum platzierte Auswert- 
und Anzeigestation übermittelt. Ich möchte das ganze Drahtlos aufbauen, 
damit ich keinen nervigen Kabelsalat für jede einzelne Zelle habe und 
ich auch relativ Mühelos mein Gestell/Schraubenfächer verschieben kann. 
Nun habe ich folgende Fragen:

Gibt es fertige Lösungen? Wenn ja, wie wurde es dort umgesetzt?
Falls nein, ist das Überhaupt realistisch?

Meine grösste Sorge ist, dass keine Daten zwischen den einzelnen 
Wiegezellen und einer Auswert- und Anzeigestation übermitteln werden 
können, da das Gestell, sowie Schrauben aus Stahl bestehen. Wenn dann 
z.B. die Wiegzelle zwischen Stahlboden des Gestells und Stahlschrauben 
dazwischen liegt, wird das aus meiner Sicht ziemlich schwierig.

Meine Idee war, dass ich das ganze mit einem STM32 machen kann, welcher 
LoRa unterstützt. Das ist nach meines Kenntnisstand das 
niederfrequenteste Standard-Kommunikationsprotokoll, welcher wohl für 
meine Anwendung am besten geeignet wäre. Was meint ihr zu meiner Idee? 
Wäre es theoretisch umsetzbar? Was muss ich beachten?

Ein weiterer Ansatz wäre, dass ich den STM32 Quasi aus dem Schraubenfach 
oben rausgucken lasse und mit weniger drähten den STM32 zu der 
Wiegezelle am Boden des Schraubenfachs verbinde. Wieviel würde das im 
Bezug auf Kommunikationsverbesserung ausmachen?

Danke im Vorraus

von Rahul D. (rahul)


Lesenswert?

Manuel N. schrieb:
> ist das Überhaupt realistisch?

kann man machen, macht man unter Profis aber nicht.
Da zählt / wiegt man die Artikel vor dem Einlagern und bucht dann den 
Lagerbestand absolut ("Inventur") oder bei Entnahme oder Einlagerung die 
entsprechende Menge.

Das erfordert nur eine gewisse Menge Disziplin...

von Frank K. (fchk)


Lesenswert?

Wer Funk kennt, nimmt Kabel.

Du hast mehrere Probleme:
1. Stromversorgung. Wägezellen sind nicht gerade low-power. Funk auch 
nicht.
2. Interferenzen durch Metall. Wird dann halt schwieriger mit den 
Antennen. Und DU hast nicht das notwendige Knowhow, um damit umzugehen.
3. Interferenzen zwischen den einzelnen Sendern. Wenn Du einen Haufen 
Sender dicht beieinander packst, dann stören die sich gegenseitig, wenn 
die nicht synchronisiert werden.
4....n. bestimmt noch mehr, aber das sollte erstmal reichen, um Dir 
nachhaltig den Tag zu versauen.

Mit Kabel wird das alles viel einfacher. Da brauchst Du vier Adern, zwei 
für Strom (am besten 24..48V) und zwei für ein LIN, CAN oder RS485 
Bussystem. Dieses Buskabel geht dann von Sensor zu Sensor und dann zu 
einem Gateway oder zu der Abfragestation.

Nach diesem Prinzip funktioniert jedes KFZ, des weiteren Bahntechnik und 
viele Industriemaschinen.

Du kannst den Hardwareaufwand verringern, wenn Du mehrere Wägezellen an 
einen Sensorknoten anschließt.

So, und warum 24...48V? Je höher die Spannung, desto geringer der Strom 
und desto geringer die Verluste auf der Leitung. Jeder Sensorknoten hat 
dann einen Schaltregler für die lokal benötigten Spannungen. Auch ein 
übliches Vorgehen, z.B. bei Power Over Ethernet (48V nominal), ISDN S0 
(48V), KNX (24V),...

fchk

: Bearbeitet durch User
von Clemens S. (zoggl)


Lesenswert?

Unser Schraubenlager hat Federn, einen Schalter und eine Stellschraube, 
um den Mindestfüllstand festzulegen. Angeschlossen wird das alles über 
Kabel und geht dann über Lan (PoE) weg.

Sg

von Harald A. (embedded)


Lesenswert?

Das Fach müsste für eine vernünftige Messung komplett mechanisch 
freigestellt werden. KEINE anderen Auflagepunkte außer der/den Zelle(n). 
Das ist die erste wesentliche Hürde.

von Rainer W. (rawi)


Lesenswert?

Frank K. schrieb:
> Interferenzen zwischen den einzelnen Sendern. ...

Du tust so, als ob Funknetzwerke noch nicht erfunden wurden. 
Transceivermodule, die nicht nur blind senden, sondern durch einen 
Empfängerteil auch in der Lage sind, per Funkprotokoll Funkdisziplin 
einzuhalten, sind gängig, zumal die Datenanfrage nicht zeitkritisch ist.

Frank K. schrieb:
> So, und warum 24...48V? Je höher die Spannung, desto geringer der Strom
> und desto geringer die Verluste auf der Leitung.

Die Schraubenfächer sollen nicht beheizt werden, sondern nur ab und zu 
ihr Gewicht ermitteln und mitteilen. Zwischendurch kann die 
Stromaufnahme bei wenigen uA liegen. Das Thema Stromaufnahme muss man 
bei vernünftigem Aufbau nicht übertrieben dramatisieren.

Manuel N. schrieb:
> Ich möchte das ganze Drahtlos aufbauen

Drahtlos heißt Batteriebetrieb?
Du möchtest nicht wirklich bei jedem Fach mit Batterien rumhantieren, 
oder?

> ... welcher LoRa unterstützt.
> Das ist nach meines Kenntnisstand das niederfrequenteste
> Standard-Kommunikationsprotokoll

LoRa ist eine Modulationsart und kein Kommunikationsprotokoll. Die LoRa 
Funkmodule verwenden üblicherweise Frequenzen im Bereich 433 oder 868 
MHz. Von "niederfrequent" ist das WEIT entfernt.

von S. M. (lichtmensch)


Lesenswert?

Esp8266(Wlan) hx711 Wiegezelle. (zusammen unter 5€)
Wiegen, mit dem Wlan verbinden, daten senden, Deepsleep.

von Andreas B. (godsson)


Lesenswert?

Rainer W. schrieb:
>> ... welcher LoRa unterstützt.
>> Das ist nach meines Kenntnisstand das niederfrequenteste
>> Standard-Kommunikationsprotokoll

Ein bisschen Background dazu, LoRa unterstützen verschiedene Bandbreiten 
(!= Sendefreqenz) von 125 kHz bis 500 kHz und haben eine variable 
Datenübertragungsrate, die typischerweise zwischen 0,3 kbps und 50 kbps 
liegt. Diese Flexibilität ermöglicht es, die Reichweite (mehrere 
Kilometer) und Energieeffizienz je nach den Anforderungen der 
spezifischen Anwendung anzupassen. Die Module arbeiten in der Regel mit 
Frequenzen wie 433 MHz, 868 MHz oder 915 MHz, abhängig von den 
regionalen Vorschriften, in den lizenzfreien ISM-Bändern (Industrial, 
Scientific and Medical).

Das Kommuikationsprotokoll wäre im OSI-Schichtenmodell eine Ebene höher.

: Bearbeitet durch User
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.