Medir el diámetro de una pelota con Arduino

Estoy tratando de diseñar un dispositivo portátil que permita medir el peso y el tamaño de una fruta (naranja/manzana).
Para el peso puedo usar una celda de carga, pero no estoy seguro de cómo medir el diámetro.

Lo que estoy pensando en este momento es una forma de cono. Cuanto más grande sea la naranja, más lejos estará del final del cono. Lo que puedo medir es la distancia desde el final del cono hasta la naranja o midiendo la distancia desde el final del cono hasta donde la naranja toca la pared.

Para el primero, podría usar algún tipo de varilla resistiva que la naranja empujará y luego medirá la resistencia.
Para el segundo podría usar un sensor de barra táctil.

¿Alguna idea de qué tipo de elementos puedo usar para cualquiera de las soluciones?
¿Alguien puede pensar en una mejor manera de medir el diámetro de una naranja sobre la marcha con arduino?

naranja

Un poco de información: la calidad de las naranjas en mis tiendas locales no es muy buena, obtienes muchas naranjas secas. La idea es que cuanto más pesada sea la naranja con el mismo diámetro mejor (contiene más jugo). Quiero construir una especie de báscula colgante que sostenga en la mano y coloque una naranja en ella: detectará el diámetro de una naranja y su peso y mostrará la "jugosidad" de la naranja. De esta manera puedo filtrar los malos.

¡Eres muy quisquilloso con tus naranjas! ¿Es adecuado un sensor ultrasónico como sparkfun.com/products/13959 ? ¿Servirá +/- 3 mm?
+1 para el preprocesamiento inteligente de medición mecánica de 3D a 1D
Trabajé en un dispositivo para medir frutas utilizando este método exacto hace unos 15-20 años. Usó un sensor de distancia ultrasónico hacia arriba, hacia la parte inferior del cono (en realidad, solo 3 varillas para formar el 'cono'). Pequeño consejo: si elige el ángulo correcto para su cono, las matemáticas para convertir la distancia en diámetro se vuelven casi triviales.
¡Odio las naranjas secas! Produzca en masa a escala global. +1.
No conozco la resistencia eléctrica típica de la superficie naranja, pero puedes probarla con un multímetro. Estoy casi seguro de que será detectable. Entonces podrás poner semicírculos metálicos concéntricos en la superficie interior del cono y detectar dónde la naranja cierra el circuito. Es posible que se necesite un amplificador operacional si la resistencia es demasiado alta. Luego use un multiplexor analógico para escanear a través de los círculos, usando solo una entrada analógica de Arduino.
con una fila de LDR baratos en el costado de un embudo transparente/translúcido, puede buscar la lectura más oscura para encontrar el "ecuador" aproximado; sin desgaste mecánico ni recalibración...
¿Estás seguro de que esta es la forma correcta de obtener el contenido de agua? Un número resistivo o capacitivo podría ser útil, y podría ser posible la densidad directa por características de sonar o radar. Presumiblemente, menos tiempo por fruta es valioso, por lo que el no contacto es mejor que el sondeo es mejor que el manejo.
¿Por qué no usar un calibrador con lectura digital? Solo mide el diámetro. Vas a tener que manejar la naranja de todos modos.
No es una respuesta electrónica, pero la forma en que se hace en la industria es hacer un conjunto de anillos de un diámetro conocido y ver en qué anillo encaja la naranja. (por ejemplo , gordonengraving.co.uk/SizingRings.html ) simple pero eficiente y eficaz.

Respuestas (4)

También podría considerar medir el diámetro con un codificador lineal, lo que agregaría precisión y exactitud a costa de... costo. O incluso podría hacerlo como lo hacen los calibradores digitales: un mecanismo basado en la variación del cambio de fase capacitivo y de medición de las señales PWM (es decir, probablemente más complicado de lo que vale la pena).

Pero, mejor aún, use un potenciómetro deslizante, que es resistivo y muy fácil de integrar. Los controles deslizantes son relativamente baratos y no necesariamente requieren ningún componente externo, solo leer el nivel de voltaje a través del divisor. Solo debe asegurarse de obtener una fruta más larga que la fruta de mayor diámetro que espera encontrar.

Por otro lado, los fabricantes que producen calibradores y codificadores lineales optan por otros métodos - capacitancia, inductancia, efecto Hall, magnetorresistivo, óptico, etc. - para una mayor precisión (resolución) y exactitud. Sin embargo, espero que su aplicación no requiera tanta precisión.

En cualquier caso, evitará la necesidad de un cono, que agrega una gran cantidad de volumen a su dispositivo portátil.

esa es una buena pregunta! Tengo una idea, que podría ayudar.

Puede usar un sensor ultrasónico y colocarlos frente a un tablero, según el tamaño que desee que sea. Mida la distancia entre la placa y el sensor (serial.print y luego tome 5-6 valores para obtener una cifra promedio). Coloque un objeto ahora y reste esta lectura de la distancia inicial (entre la placa y el sensor). ¡Tienes el DIÁMETRO!

O si no quiere una placa y quiere una cosa de alta fidelidad que se vea genial que solo mida el diámetro simplemente colocándola allí, debe tomar 2 sensores, colocarlos a la distancia deseada y anotar esa distancia hacia abajo (no t use serial.print aquí, use una escala/regla/cinta métrica) ahora coloque un objeto en el medio. Tome ambas lecturas de los sensores y súmelas. Reste esto de la distancia total entre los sensores. ¡TÚ TIENES EL DIÁMETRO! (con esto también puedes ajustar el tamaño de toda la configuración)

O el último método: obtenga un calibrador vernier digital, péguele un engranaje y conéctelo al servo. llévelo a la distancia máxima inicialmente y haga que el servo se acerque lo más posible. ahora busque en Google un método para tomar el valor del circuito dentro de los calibradores, utilícelo como entrada y visualícelo. ¡TÚ TIENES EL DIÁMETRO! (Sé que el último es una mierda)

dejame saber si te funciono! ¡Buena suerte!

:)

Desafortunadamente, solo puedo marcar una respuesta, ¡pero tu idea de usar 2 distancias para obtener el diámetro es genial! ¡Gracias!

Usaría un buscador de distancia IR con su cono, como el Sharp GP2Y0A41SK0F que tiene una salida analógica y funciona con un suministro de 5v, por lo que es bastante fácil de conectar. Es muy bueno para medir distancias cercanas (pero debe estar por encima de los 4 cm). También es rápido, compacto, liviano, de bajo consumo, confiable y no tiene partes móviles.

Nota al margen: un cono es voluminoso, tal vez sería más portátil usar solo una forma de V hecha de 2 varillas, aunque el peso sería complicado.

Oye, esta es una buena pregunta. Completamente inútil en el mundo real, pero bueno para que un niño de escuela lo supere.

El problema con su propuesta es que medir el peso del contenido de jugo basado solo en la circunferencia da una tolerancia +/- demasiado mayor para resultar efectivo. ¿Cuántas naranjas has visto perfectamente redondas?

El método más simple y posiblemente el más preciso sería el desplazamiento de agua con una sonda de nivel. Incluya prevención de flotabilidad y pegue todo en una celda de carga. La portabilidad puede ser una carga en la sociedad actual, sin embargo, es factible.

Obviamente, no existe una aplicación en la vida real para un dispositivo de este tipo, es decir, si no puedes distinguir una naranja buena de una mala usando los sentidos de los cuerpos más capacitados, no deberías estar comiendo naranjas.

¿ El método más simple para un dispositivo portátil sería usar desplazamiento de agua? Estoy bastante seguro de que no es lo más simple, sin importar la aplicación exacta. Él no necesita la gravedad específica con cuatro niveles de precisión, solo necesita un método al dorso del sobre para tener una idea aproximada. ¿Cuántas naranjas has visto que no se acerquen lo suficiente a la forma esférica para que su método resulte lo suficientemente preciso? Incluso dijo que ya construyó un dispositivo similar hace años. Luego procede a criticar el proyecto del OP después de que citara específicamente una necesidad del mundo real que lo catalizó. Simplemente guau.
Bienvenido a Stackechange Rick. Por favor, elimine el problema de hacer párrafos al principio y al final. Los otros dos párrafos son lo suficientemente constructivos, aunque podría agregar algunas ideas sobre cómo medir realmente el desplazamiento del agua.