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AT89C51 और HX711 के डेटा डिस्प्ले के अनुसार, मल्टीहेड वेटर का हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन सर्किट सिद्धांत

2022/11/01

लेखक: स्मार्टवेट–मल्टीहेड वेटर

इस पेपर में डिज़ाइन किया गया डिजिटल डिस्प्ले मल्टीहेड वेइगर एक वज़न नियंत्रण डिस्प्ले डिवाइस है जो रेसिस्टर स्ट्रेन फोर्स सेंसर और नियंत्रण की कुंजी के रूप में सिंगल चिप डिज़ाइन पर आधारित है। पता लगाने की सीमा 0-10 किग्रा है, और माप सटीकता है±2जी, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले स्क्रीन सटीक माप डेटा की जानकारी प्रदर्शित करती है, इसके अलावा, सटीक माप डेटा की जानकारी सीरियल संचार के अनुसार जानकारी प्रदर्शित करने के लिए इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर पर भेजी जा सकती है। सिस्टम सॉफ़्टवेयर में उच्च परिशुद्धता, स्थिर विशेषताओं और सरल संचालन की विशेषताएं हैं। मल्टीहेड वेइगर डिज़ाइन योजना का फ़्रेम आरेख नीचे चित्र 1 में दिखाया गया है: 1. हार्डवेयर कॉन्फ़िगरेशन सर्किट सिद्धांत 1.1। वज़न सेंसर अवरोधक स्ट्रेन बल प्रकार वजन सेंसर कई प्रमुख भागों से बना है जैसे प्रतिरोध स्ट्रेन गेज, पॉलीयुरेथेन इलास्टोमर्स और निरीक्षण पावर सर्किट।

पॉलीयुरेथेन इलास्टोमेर बाहरी बल के तहत लोचदार विरूपण का कारण बनता है, जिससे इसकी सतह से जुड़ा प्रतिरोध तनाव गेज भी विरूपण का कारण बनता है। प्रतिरोध तनाव गेज विकृत होने के बाद, इसका प्रतिरोध मान बदल जाएगा (विस्तार या कमी), और फिर अपेक्षाकृत सटीक माप के माध्यम से पावर सर्किट इस प्रतिरोधी को इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल (कार्यशील वोल्टेज या वर्तमान) में परिवर्तित करता है, और फिर परिवर्तित करने की पूरी प्रक्रिया को पूरा करता है इलेक्ट्रॉनिक सिग्नल में बाहरी बल। परीक्षण पावर सर्किट चित्र 2 में दिखाया गया है, और प्रतिरोध तनाव गेज का प्रतिरोध कार्यशील वोल्टेज आउटपुट में परिवर्तित हो जाता है। क्योंकि व्हीटस्टोन ब्रिज के कई फायदे हैं, जैसे तापमान परिवर्तन के नुकसान को दबाने की क्षमता, साइड फोर्स के प्रभाव को दबाने और वजन सेंसर की क्षतिपूर्ति समस्या से आसानी से निपटने के लिए, व्हीटस्टोन ब्रिज का वजन में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है। सेंसर. उपयोग।

वज़न सेंसर में आम तौर पर I/O की चार लाइनें होती हैं, और आउटपुट प्रतिरोध आम तौर पर 350Ω, 480Ω, 700Ω, 1000Ω होता है। इनपुट टर्मिनल आम तौर पर तापमान और संवेदनशीलता के लिए कुछ क्षतिपूर्ति करेगा। इनपुट टर्मिनल अवरोधक आउटपुट टर्मिनल से 20-100Ω अधिक होगा। इसलिए, डिजिटल मल्टीमीटर के साथ प्रतिरोध मान को मापकर I/O टर्मिनलों को अलग किया जा सकता है। 1.2. ऑपरेशनल एम्पलीफायर स्ट्रेन-टाइप वेट सेंसर का आउटपुट डेटा सिग्नल मजबूत नहीं है (एमवी या यहां तक ​​कि μV के क्रम में), और अक्सर बहुत अधिक शोर के साथ होता है। ऐसे डेटा सिग्नल के लिए, बिजली आपूर्ति सर्किट समाधान में पहला कदम आम तौर पर छोटे डेटा सिग्नल को बड़ा करने के लिए एक उपकरण एम्पलीफायर का चयन करना होता है।

इंस्ट्रुमेंटेशन एम्पलीफायर पावर सप्लाई सर्किट में साधारण अंतर सिग्नल ऑप एम्प की तुलना में सामान्य मोड अस्वीकृति क्षमताएं अधिक मजबूत होती हैं। वृद्धि का सबसे महत्वपूर्ण उद्देश्य लाभ मूल्य नहीं है, बल्कि केवल बिजली आपूर्ति सर्किट की आवृत्ति स्थिरता में सुधार करना है। इस डिज़ाइन में, इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर OP07 तीन ऑपरेशनल एम्पलीफायरों की संरचना को अपनाता है।

जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है। जब R1=R2, R3=R4, Rf=R5, बिजली आपूर्ति सर्किट का लाभ मूल्य है: G=(1+2R1/RG1) (Rf/R3)। सूत्र गणना से यह देखा जा सकता है कि बिजली आपूर्ति सर्किट के लाभ मूल्य का समायोजन RG1 के प्रतिरोध मूल्य को बदलकर पूरा किया जा सकता है।

1. 3. ए/डी रूपांतरण बिजली आपूर्ति सर्किट ए/डी कनवर्टर इलेक्ट्रॉनिक स्केल-विशिष्ट एकीकृत आईसीएचएक्स711 का चयन करता है, जो एक 24-बिट ए/डी कनवर्टर एकीकृत आईसी है जो विशेष रूप से उच्च-परिशुद्धता इलेक्ट्रॉनिक स्केल के लिए डिज़ाइन किया गया है। एक ही प्रकार के अन्य एकीकृत आईसी की तुलना में, एकीकृत आईसी एक ही प्रकार के अन्य एकीकृत आईसी के लिए आवश्यक परिधीय सर्किट को एकीकृत करता है, जिसमें एक समायोज्य विनियमित बिजली आपूर्ति, एक ऑन-चिप डिजिटल घड़ी थरथरानवाला और इसी तरह शामिल है। इच्छानुसार सुरक्षा चैनल ए या सुरक्षा चैनल बी का चयन करने के लिए स्विच दर्ज करें, और आंतरिक कम शोर प्रोग्रामयोग्य नियंत्रक एम्पलीफायर दोनों के बीच जुड़ा हुआ है।

सुरक्षा चैनल ए का प्रोग्रामयोग्य नियंत्रक लाभ मान 128 या 64 है, और संबंधित पूर्ण क्रेडिट सीमा अंतर सिग्नल इनपुट डेटा सिग्नल आयाम मान क्रमशः है±20mV या±40mV. सुरक्षा चैनल बी 32 का एक निश्चित लाभ मूल्य है, और मिलान पूर्ण पैमाने पर अंतर सिग्नल इनपुट कार्यशील वोल्टेज है±80mV. सुरक्षा चैनल बी का उपयोग रिचार्जेबल बैटरी सहित सिस्टम सॉफ़्टवेयर के मुख्य मापदंडों की जांच करने के लिए किया जाता है।

यह डिज़ाइन योजना एनालॉग डिफरेंशियल सिग्नल, मल्टीहेड वेगर 1.4, सिंगल चिप डिज़ाइन और संचार इंटरफ़ेस का अनुकरण करने के लिए इंस्ट्रूमेंटेशन एम्पलीफायर के आउटपुट को सुरक्षा चैनल ए के इनपुट टर्मिनल तक ले जाती है, सिंगल चिप डिज़ाइन एटी89सी51 एकीकृत आईसी का चयन करता है, और संचार इंटरफ़ेस के साथ फ़ंक्शन कुंजियाँ, लिक्विड क्रिस्टल डिस्प्ले स्क्रीन और इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर 5 में दिखाए गए हैं। HX711 सीरियल संचार लाइन सिंगल-चिप डिज़ाइन P1.0 और P1.1 पोर्ट की ओर ले जाती है। एकल-चिप माइक्रो कंप्यूटर द्वारा समाधान डिज़ाइन किए जाने के बाद, वज़न डेटा जानकारी एलसीडी स्क्रीन पर भेजी जाती है।

इसके अलावा, सीरियल संचार के अनुसार जानकारी प्रदर्शित करने के लिए कई बार सटीक माप डेटा जानकारी इलेक्ट्रॉनिक कंप्यूटर पर भेजी जाती है।

लेखक: स्मार्टवेट–मल्टीहेड वेटर निर्माता

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