Skocz do zawartości

Waga z określeniem środka ciężkości modelu.


Wiesiek1952

Rekomendowane odpowiedzi

Zimowa pora, latać się nie da a coś trzeba robić. :-) Postanowiłem spróbować zrobić wagę taką jak z https://glidercg.wordpress.com  To jest oczywiście "Based on the original development of Olav Kalhovdchoć dość istotnie zmieniłem algorytm obliczeniowy. W oryginale ŚĆ jest wyliczany w jakiś strasznie skomplikowany sposób z użyciem trójkątów i dość pogmatwanej logice programu. 

 

Opis budowy.

 

Potrzebne są elementy wydrukowane na drukarce 3D (zainteresowanym mogę udostępnić pliki STL):

 

wmOCMJ.jpg

 

Elektronika – Arduino Nano V 3.0 (za coś ok 13.80 z Allegro), dwie płytki wzmacniacza do belki tensometrycznej (coś ok. 6 zł za sztukę), dwie belki tensometryczne po ok 23 zł za szt., ekran LCD 2 x 8 (13 zł), wyłącznik za 2 zł, zatrzask do baterii 1 zł plus nieco kabelków typu „kynar” no i bateryjka 9V 6F22.

 

Ustrojstwo jest głównie pod dość lekkie modele szybowców (klasy F5J) i stąd moje belki tensometryczne to 2kg na przód i 3 kg na tył co daje możliwość ważenia i pomiaru CoG w modelach do ok. 4 kg. Tylna podpora na wadze jest ok. 150 mm od krawędzi natarcia stąd centropłat musi mieć min 155-160 mm cięciwy.

 

axKQo2.jpg

 

Połączenie jest naprawdę proste. Jest sporo lutowania ale wystarczą naprawdę podstawowe umiejętności lutowania.

 

Składanie zaczynamy od montażu i przylutowania płytek wzmacniacza do belki tensometrycznej.

 

OxvWMP.jpg

 

Potem lutujemy kabelki wychodzące z płytki od tensometru do Arduino Nano jak niżej:

 

GND -> GND

5 V -> 5V,

DAT -> D12  (dla przedniej belki),

CLK -> D11 ( dla przedniej belki),

DAT -> D8 (dla tylnej belki),

CLK – D7 (dla tylnej belki).

 

W zależności od producenta płytki wzmacniacza mogą być nieco inne oznaczenia np. DT zamiast DAT lub SCK zamiast CLK bądź SDA i SCL. SDA to dane a SCL to „clock” czyli zegar.

 

Numery pinów na Arduino oczywiście można zmienić ale wymaga to zmian w programie. Niewprawnym w programowaniu Arduino zalecam pozostawić tak jak w wyżej.

 

 

Teraz trzeba zrobić download programu do Arduino (darmowy).  Dobrze jest zaizolować płytki jak na zdjęciu poniżej. Arduino podłączamy do komputera kablem USB – trzeba poustawiać rodzaj płytki Arduino plus ściągnąć drivery. Może być z tym trochę zabawy zwłaszcza na Mac’u ale da się to dość szybko ogarnąć. Mnie zajęło ok 30 min Na Macowym High Sierra. Na PC-tach jest znacznie prostsze.

 

 

2mYADT.jpg

 

 

Wgrywamy program do kalibracji (mogę udostępnić choć można również znaleźć w sieci) i kalibrujemy każdy z czujników osobno. Potrzebne jest coś o dość dokładnie znanej wadze. Ja używałem „kowadełek jubilerskich” uprzednio zważonych na precyzyjnej wadze. Zapisujemy wyniki każdego ze współczynników bo będą potrzebne do wstawienia w finalnym programie.

 

Po kalibracji dolutowujemy LCD w kolejności:

 


     LCD.    ARDUINO

1.     VSS. ->  GND

2.     VDD -> 5V

3.     V0 -> potencjometr jasności LCD (ja użyłem rezystora 200 Ohm) -> masa

4.     RS -> D10

5.     RW -> GND

6.     E -> D9

7.     Nieużywane

8.     Nieużywane

9.     Nieużywane

10.  Nieużywane

11.  DB4 -> D5

12.  DB5 –> D4

13.  DB6 -> D3

14.  DB7 – D2

 

 

 

izZFHW.jpg

 

Po polutowaniu podłączamy wszystko do kompa i wgrywamy na Ardiuno program liczący (mogę udostępnić mój).

 

 

Potem pozostaje tylko podłączenie baterii i zapakowanie wszystkiego do środka. Raczej nie powinno się podłączać baterii i kabla USB. Niby (teoretycznie) Arduino jest zabezpieczone i samo wybiera źródło zasilania ale… Arduino z Allegro to chiński klon i… u mnie padło przy pierwszej próbie. Czyli ZAWSZE fizycznie odłączamy baterię przed podłączeniem kabla USB.

 

RRIvd8.jpg

 

 

No i mamy efekt końcowy:

 

BwVtLe.jpg

 

 

Jest kilka rzeczy wymagających komentarza:

- W moim modelu odstęp od krawędzi natarcia do przedniej podpory to 27.1 mm a do tylnej 150.2. Jeśli jest inny odstęp to wymaga to oczywiście zmian w programie.

- bardzo istotna jest równoległość przedniego i tylnego widelca. Warto sprawdzić suwmiarką odstęp pomiędzy widelcami po obu stronach. U mnie to ok 102.5 mm.

 

i5LTI1.jpg

 

Jaka jest dokładność urządzenia? Dość dobra. Ciężar modelu jest na poziome +/- 2 g. Środek ciężkości bezwzględny ok. +/- 0.2 mm a względny +/- 0.1 mm. Dokładność względna to jest jak model leży na wadze i przesuwam akumulator sprawdzając o ile przesunie się SC. Podane wartości są szacunkowe.

 

Na koniec trzeba dodać – finalne ustawienie ŚC modelu i tak odbywa się w powietrzu, w locie. Ustrojstwo jest bardzo pomocne w budowie czy wstępnym wyważaniu bądź sprawdzeniu „wylatanego” CoG. Latanie nie zastąpi. J

 

INnVj0.jpg

  • Lubię to 1
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Urzadzenie ladnie wyglada, ale jesli chodzi o reszte, niewiele z tego rozumiem, wiec mnostwo pytan cisnie sie do mojej glowy.

 

Jesli waga do wywazania modelu, to z zalozenia jej zadaniem jest umozliwienie okreslenia polozenia srodka ciezkosci tegoz modelu. Te sama funkcje spelniaja tez dwie pionowo umocowane w imadle listwy o odpowiednio uksztaltowanych koncowkach - rozwiazanie funkcjonujace, choc pod wzgledem technicznym niewatpliwie skrajnie ordynarne w porownaniu z Twoim, eleganckim urzadzeniem.

 

Jesli wiec pozwolisz zapytac, gdzie (poza estetyka) zatem widzisz zalety Twojego urzadzenia? Wygoda uzycia? Dokladnosc? A jesli dokladnosc, co rozumiesz pod tym pojeciem? Dokladnosc odczytu? Dokladnosc obliczenia procesora? Dokladnosc dzialania mechanizmu, a jesli tak, w jaki sposob daje sie ona ustalic wzglednie zapewnic?

 

Dziekuje.

 

Na listwach w imadle czy w jakiejkolwiek innej wyważarce model się gibie - jest zwyczajnie niestabilny. Trudno cokolwiek przesunąć w modelu. Tu model leży wygodnie podparty w czterech punktach i łatwo można zobaczyć jaki wpływ na SC ma przesunięcie regla, baterii czy nawet podmiana silnika bo można złożony model położyć na wadze i doczepiać te wszystkie elementy taśmą no i widzieć jaki będzie środek ciężkości. 

 

Dokładność wynika z podawanej przez producenta dokładności belki tensometrycznej 0.03% i 0.01% wpływ temperatury. To dla czujnika 2 kg daje ok. 0.6 grama. Dwie wagi (dwa czujniki) to ok. 1.2 g plus niedokładności kalibracji - razem te +/- 2 g. Powtarzalność pomiaru jest identyczna (teoretycznie wg. producenta) a znacznie lepsza naprawdę. Jako, że nie wykorzystujemy pełnego zakresu każdej z belek tensometrycznych dokładność jest zapewne sporo lepsza bo 0.07% od 1500g wskazuje, że dokładność pomiaru wagi modelu jest blisko +/- 1g

 

Dokładność określenia SC wynika z dokładności pomiaru samej wagi i precyzji wykonania elementów. W druku 3D to jest na poziomie 0.1mm. Same rachunki praktycznie nie mają wpływu - gdzieś tam na którymś miejscu po przecinku - pomijalnie małe.

 

EDIT: Tak gwoli informacji - chyba wszytkie dostępne na rynku wagi "elektroniczne" oparte są o jakieś elementy tensometryczne. Belki tensometrycznej jest najwięcej bo to najłatwiejsze i dość precyzyjne.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 6 lat później...

W zeszłym roku wystrugałem taką wagę https://www.rc-network.de/threads/3in1-diy-schwerpunktwaage-ewd-winkel-und-ruderwegmessung-in-einem-gerät.11826070/page-4 . Zachęcam do budowy ponieważ jest dokładny opis, schemat, plik wsadowy  do arduino oraz pliki STL elementów konstrukcyjnych wagi. Nie sposób utknąć z projektem :).

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 2 tygodnie później...

Bardzo ciekawy projekt. 

Ja swoją wagę mam uruchomioną jednak mam z nią dwa problemy. 
1) przednia belka pokazuje dokładnie wagę i wszystko jest okej, tylna natomiast nie do końca jest różnica kilku gram. Nie jestem pewien czy da się to skalibrować

2) pierwsza linia wyświetlacza jakoś dziwnie pokazuje mi napięciu aku - skacze zamiast pokazywać wartość, druga linia już okej wraz z położeniem CG. 

Ciągle uczę się programowania arduino i powoli mam nadzieję że ogarnę temat.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Wiesia waga wymaga wgrania programu do kalibracji. Kalibrujesz oba czujniki za pomocą ciężarków o znanej wadze. Następnie wgrywasz soft wagi i gotowe. Na githubie jest waga z trzema przyciskami które umożliwiają poruszanie się po menu wagi. W jednym wsadzie ma wszystko co potrzebne do kalibracji oraz do działania wagi. Waga taruje się automatycznie po każdym włączeniu zasilania. 

20240703_0950471.thumb.jpg.27fd2a49387a121bca6d8da6feb1e23e.jpg

 

Manual do wagi Wiesława.

Procedura kalibracji wagi CoG.docx

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Super dzięki wielkie, a czy oprogramowanie od Wiesia jest dostępne na githubie bo nie umiem zlokalizować. Z którego Ty projektu korzystałeś konkretnie? Bo widzę że te trzy przyciski to bardzo dobry pomysł…

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • 1 miesiąc temu...

Tak napisałem do autora, wysłał mi jak prosiłem potrzebne pliki. :) Jednakże uważam że brakuje tutaj na forum konkretnego tutorialu co do tych wag lub ich wariacji. Ja musiałem się nieźle namęczyć aby to działało. A sprawa fajna bo koszt takiej wagi to może 150zł maksymalnie. A sprzedawane są za nie wiem 500zł?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    • Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.
×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.