前言:
这是本人参加2016年TI杯福建赛区的作品,获得二等奖。作品以TI的MSP430F5529为主控,利用电阻应变片作为传感器,经过AD采样后得到数字信号。将这套系统分享给有需要的人。
硬件平台:
主控制器:MSP430F5529 flash 128k sram 8k
屏幕:NOKIA5110*1
传感器:电阻应变片*4
放大器:HX711 * 1
稳压:7805 * 1
矩阵键盘 * 1
DC +12V
硬件成本:150左右。
注:芯片的数据手册等信息可以在集成电路查询网站搜索https://www.datasheet5.com/
芯片询价和在线购买链接https://www.bom2buy.com/
软件平台:
TI的energia、VS c++ 6.0
altium designer、protues
简易电子秤要求及功能:
并制作一个以电阻应变片为称重传感器的简易电子秤,电子秤的结构如图所示。铁质悬臂梁固定在支架上,支架高度不大于40cm,支架及秤盘的形状与材质不限。悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器。
电子秤可以数字显示被称物体的重量,单位克(g);
电子秤称重范围5.00g~500g;重量小于50g,称重误差小于0.5g;重量在50g及以上,称重误差小于1g;
电子秤可以设置单价(元/克),可计算物品金额并实现金额累加;
电子秤具有去皮功能,去皮范围不超过100g;
简易电子秤性能参数:
主控:MSP430F5529
液晶屏:电压供电的nokia 5110
AD:24位高精度HX711
内码:0.01克/3
精度:0-50克误差0.10 50-500克误差0.50克
预热时间:1min
称重范围0-600g
放大方式:全桥差分
实测参数及误差
砝码标值标准电子秤数值简易电子秤数值误差
109.910.050.15
5049.850.190.39
100100.2100.670.47
200198.8199.210.41
300302.4301.900.50
传感器制作方法:
https://v.ku6.com/show/KioEVEdbJxweS6aGg5fvcw...htm...
注:经多次制作,利用全桥测量时,应选用在4-6mm的钢材最为合适。位置应在支柱架3-5CM位置适宜。贴电阻片时,宜用大目砂纸先同一方向打磨,后用细目砂纸打磨。
全桥差分图:
HX711典型应用原理图:
注:若读出内码浮动太大,可更改E+与E-之间的滤波电容
MSP430F5529launchpad引出引脚及功能图:
硬件实物图:
PCB图:
系统结构框图及程序流程图详见附录报告:
软件滤波:一阶滞后滤波,详见源码;
设计心得:
这个作品的制作时间只有三天,三天时间内需要定方案,软件仿真,电路图绘制及制版和编写程序调试,时间短。所以采用的launchpad这种I/O口并非全部引出的开发板为主控板,这中间有利有弊。选用软件平台来说,energia是一款类似arduino的IDE软件,但不同的是,energia可以在底层更改配置,使用时会比arduino更加灵活。这中间的花在编程的时间可以节约很多。其实,在实物制作上,三天时间测试许多的钢材,制作各种传感器着实不易,靠着手工锯出来的形状总不进人意,电阻应变片的贴法也很有讲究。在比赛中,体现出来的问题有,作品的预热时间过长,测量臂很娇贵等问题。希望大家有兴趣可以继续改进。
附件内容包括:
整个电路设计源代码;
电路设计的硬件文件;
文档报告及其它设计文件;
energia下载地址及修改过的库文件。
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