Usando Arduino Mega con muchas galgas extensométricas

Estaba buscando un protector de galgas extensométricas para un Arduino Mega. Encontré este enlace que me pareció muy útil:

http://www.osengr.org/Projects/Load-Cell-Shield/Load-Cell-Shield.html

En la parte inferior de la página web vinculada anteriormente, los detalles sobre el circuito están disponibles para su descarga.

Pero aún no he construido este escudo porque me he encontrado con algunos problemas. Tendré que medir la salida de voltaje de alrededor de 24 galgas extensométricas (colocándolas en una configuración de medio puente). Entonces, estaba pensando en tener solo un puente de Wheatstone en el escudo y tener todos los indicadores turnándose para interactuar con el mismo puente. Lo siento si esto suena tonto, pero esperaba lograr esto usando un multiplexor (aunque más lo pienso, parece más imposible), así que no termino haciendo 12 puentes.

Digamos que el planteamiento anterior es imposible y tengo que hacer puentes individuales por pareja de galgas extensiométricas. ¿Todavía podría usar un MUX de 16 canales como HEF4067B para permitir que cada puente se turne en la amplificación de la señal y la conversión de analógico a digital a través del chip AD7730? Al hacer esto, quiero evitar el uso de un chip amplificador como AD7730 o INA126 para cada puente. También quería usar el multiplexor para superar el número limitado de entradas analógicas en el Mega.

De esta manera, puedo usar solo dos pines analógicos en el Mega para tomar potencialmente 32 sensores (16 canales en cada pin analógico). ¿Crees que mi línea de pensamiento es razonable o estoy realmente equivocado?

En realidad, creo que este es mi principal problema en este momento y lo que mencioné anteriormente son mis ideas/soluciones. Me disculpo si son realmente inverosímiles y realmente aprecio cualquier ayuda en este asunto.

Tal vez. Mire el efecto de las resistencias y mire cualquier corriente y voltaje de compensación o polarización que puedan introducir las puertas. Mire las especificaciones de las puertas el-cheapo que menciona y algunas más caras de especificaciones más altas y vea si la diferencia que hacen para usted vale la pena, o es esencial.

Respuestas (2)

Es poco probable que su primer enfoque funcione muy bien porque los multiplexores analógicos no muestran una buena coincidencia de resistencia entre los canales; en el caso de HEF4067B, aparece como una falta de coincidencia de hasta 25 ohmios. También exhiben variables en la resistencia sobre el voltaje:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Su segundo enfoque debería funcionar porque la corriente no fluirá a través del MUX, lo que significa que la resistencia no coincidente no tendrá mucho efecto en la lectura de salida. Todavía puede dar como resultado errores de compensación que necesita corregir por calibre, pero tendrá que calibrarlos de forma independiente.

Otra opción sería buscar una interfaz analógica adecuada para su aplicación. Existen DAC de precisión con entrada diferencial, ganancia programable y interfaces multiplexadas, como ADS1243 de TI, que le permitirían implementar todo su front-end (mux, amplificar y convertir) en un solo IC.

Muy apreciado. Realmente admiro su capacidad para analizar las características del chip y comprender el gráfico y su relación con mi aplicación. ¿Podría informarme sobre algunos libros de referencia, videos, etc. que pueden ser útiles para comprender la idea con "desajuste de resistencia", "R encendido" con su relación con MUX? Además, cuando menciona en mi segundo enfoque que no fluirá corriente a través del MUX, ¿qué quiere decir y cómo puede ser eso? Además, me encanta la tercera opción que mencionaste y seguramente la estudiaré.
El problema es simplemente este: los interruptores analógicos tienen una resistencia significativa, para el que enumeró es del orden de 100-300 ohmios, y la resistencia puede variar de un canal a otro. Dado que su propuesta requiere (corríjame si me equivoco) insertar el mux analógico en el medio del puente, esa resistencia se suma a la resistencia efectiva de las resistencias del puente. Si la resistencia de los dos canales no es exactamente la misma, contribuyen de manera desigual y desequilibran el puente. Cuando la corriente pasa a través de ellos, crea un voltaje de compensación que podría ser muy grande.
En su segunda opción, está insertando el interruptor analógico entre el puente completo y el amplificador de instrumentación, y la entrada del amplificador de instrumentación consume muy poca corriente, en el caso del INA126 es del orden de nanoamperios, por lo que no No importa mucho si las resistencias de los dos canales no coinciden, porque muy poca corriente significa que se desarrolla muy poco voltaje a través de ellos.

Creo que esto estará bien.

Tenga un par de resistencias fijas que formen el "divisor de potencial de finalización del puente" para todos los circuitos de medio puente. Esto se conecta permanentemente a una de las entradas de su amplificador de instrumentación. Todos los circuitos de medio puente activos se conectan a puertos individuales en el 4067 con el pin común en el 4067 yendo al otro pin de entrada en el InAmp.

Asegúrese de que su voltaje de excitación pueda suministrar todos los medios puentes y debería estar en el negocio.

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