מכונת קנה מידה שקילה אנלוגית פשוטה

למד הליך סופר פשוט להכנת מכשיר בקנה מידה שקילה שימושי למדידת גודל משקל קטן יותר.

הרעיון

הרעיון פשוט מאוד, קרן אור מותרת לעבור בסרט בצבע ליניארי וליפול מעל LDR.

גוון הצבע של הסרט שמוצב מול מקור האור בכל רגע יהיה תלוי במשקל המונח מעל מנגנון קפיצי.

השינוי המקביל ברמת האור מומר להפרש מקביל בהתנגדות ה- LDR אשר נקרא בסופו של דבר על פני מד Ohmm והמשקל המקביל נקבע.

סולם שקילה דיגיטלי הוא מכשיר הכרחי בכל הנוגע לקביעת גודל משקולות קטן יותר. עם זאת גאדג'טים אלה יכולים להיות מתוחכמים מדי ויקרים לרכישה.

רעיון תכנון פשוט בסולם שקילה המוצג כאן מבטיח להיות מדויק באותה מידה אך עדיין זול מאוד.

כולנו ראינו מכונה זו נפוצה מאוד אצל מרבית בעלי החנויות והקמעונאים.

הוא משמש לקביעת משקלי החומרים השונים הנמכרים ללקוחות, כך שהפריטים עשויים להיות מדורגים כהלכה לפי המשקל המוצג על המכונה.

מכשיר מדהים זה מסוגל לזהות אפילו את גודל המשקל הזעיר ביותר המונח מעליו ומציג אותו במדויק בקנה מידה דיגיטלי.

כן אנו דנים במאזני שקילה המשמשים בדרך כלל לשקילת משקולות קטנות יותר, ככל הנראה מ'ג עד כמה ק'ג.

שקילת מכירת שקילה פשוטה לעומת עיצוב מסחרי

מאזני השקילה הזמינים מסחרית מתוחכמים למדי, מדויקים ולכן גם יקרים מאוד.

העיצוב של סולם שקילה אלקטרוני אנלוגי פשוט המוצג כאן תוכנן על ידי והוא די מדויק, בעלות נמוכה מאוד וניתן לבנות אותו אפילו על ידי הדיוט.

הרעיון הוא פשוט - סרט חצי שקוף בצבע ליניארי עשוי לנוע או לטבול בתגובה למשקל הלחיצה, קרן אור ממקור אור מותר לעבור דרך סרט זה ונופלת על LDR.

ה- LDR מחובר על פני מטר אוהם, ולכן, כאשר המשקל דוחף את הסרט, הוא מחליק מטה ומתייצב בנקודה מסוימת ומציע גוון מתאים במיוחד מול מקור האור.

עוצמת האור מותאמת בהתאם לחושך או לבהירות של גוון זה וה- LDR קורא את רמת עוצמת האור הפרופורציונית ומכוון אותה למונה כך שניתן יהיה לקרוא אותה ישירות מעל לחוגה המכוילת.

כיצד מתוכנן מעגל קנה-השקילה לעבוד

בואו ננסה להבין את תפקודו האמיתי של אב הטיפוס המעוצב:

בהתייחס למעגל השקילה הביתי לעיל, אנו רואים שההסדר די ישר קדימה. עמוד מרכזי או פיר המהווים את החלק העיקרי והחלק היחיד הנע של המערכת עובר דרך חור בגודל מתאים העשוי על פני השטח העליון של הארון.

הקצה החיצוני של מוט זה מסתיים לפלטפורמה שטוחה המהווה בסיס לשמירה על המשקולות המדוברות.

המוט והרציף מוחזקים בתנוחה נוקשה על ידי קפיץ הממוקם בין הרציף למשטח העליון של הארון.

הפיר למעשה עובר דרך האביב הזה. הקפיץ נדרש כך שהמשקולות מותאמות כראוי ורמת הפלטפורמה תחזור למקומה המקורי לאחר הסרת המשקל.

סרט שקוף צבעוני או כהה המהווה את ליבו של המנגנון כולו מחובר לקצה הפנימי של הפיר הניתן לתנועה.

כמו כן נורית LED לבנה (המשמשת כמקור אור) ו- LDR (רכיב קבלת אור) ממוקמות בדיוק זו מול זו ומחולקות על ידי הסרט.

מד סוג סליל נע אנלוגי המוגדר כמטר אוהם או מד התנגדות משולב ב- LDR.

הנורית מופעלת באמצעות תא ומופעלת בזמן השימוש. קרן האור המופקת מהנורית עוברת דרך הסרט ונופלת מעל ה- LDR וערך מקביל מוצג על פני המונה, תלוי באטימות של הסרט.

כאשר אין משקל מעל הפלטפורמה, מנגנון הקפיץ שומר על הפיר במצב שמייצר את הגוון הכהה ביותר מהסרט בדרך של קרן ה- LED ולכן המד גם קורא ערך מינימלי או אפס על כיולו.

ברגע שממקמים משקל בסולם שקילה זה, הפיר טובל באופן פרופורציונלי והסרט מחליק מטה כדי לייצר גוון משתנה באופן ליניארי מול קרן האור לד ולבסוף מתייצב לרמת גוון בהירה יותר. הפעולה מתורגמת באופן מיידי על פני המונה כדי לספק את הערך המקביל למשקל הנמדד.

פישוט מכונת השקילה עוד יותר

בדוגמה לעיל ניכר בבירור כי אלמנט המשקל העיקרי הוא הקפיץ, וקפיץ יכול להיחשב די מדויק ועמיד לאורך זמן בהשוואה לכל צורה אחרת של חיישן מבוסס דחיסה. לכן אם משתמשים בקפיץ איכותי נוכל להניח שהפלט יהיה מדויק ועקבי ביותר לאורך כל חייו.

בהתבסס על הקונפדרציה הנ'ל אנו יכולים להתקדם ולהפוך את העיצוב מבוסס ה- LDR LED לעיל לפשוט יותר, כפי שמוצג להלן.

באיור לעיל, אנו יכולים לראות מערכת מנגנון קפיצים קבועה מעל קופסה, משטח השקילה קבוע מעל הקפיץ, ואת הציר המרכזי של משטח העומס שנכנס בתוך הקופסה, ומסתיים לנקודת LED.

הנורית עשויה להיות מופעלת באמצעות ספק 3V חיצוני ממקור אספקת חשמל DC המחובר באמצעות חוטים גמישים.

תחת ה- LED אנו יכולים לראות LDR הממוקם כך שה- LED יכול להתקרב או להתרחק מ- LDR זה בהתאם למתח הקפיץ או לרמות הווריאציה בקפיץ הנגרם כתוצאה מהעומס.

חוטי ה- LDR מתממשקים עם מד אוהם מכויל כראוי.

איך עובד סולם השקילה הזה

הרעיון נראה די ברור וברור, והוא די מסביר את עצמו.

ללא עומס על משטח השקילה, הקפיץ מושך את ה- LED כלפי מעלה הרחק מה- LDR במרחק מירבי אפשרי, הגורם לאור מינימלי להתרחש על פני ה- LDR. רמת האור הנמוכה הזו מוצגת כמעט אפס על מד האום.

ברגע שנשמר עומס על משטח השקילה, תלוי במשקל העומס הקפיץ נלחץ כלפי מטה וגורם לנורית להתקרב ל- LDR במיקום מוגדר. זה גורם ל- LDR לשנות את התנגדותו באופן פרופורציונלי, שניתן לזהות אותו על מד האום ולחשב אותו כקריאה מקבילה ישירה למשקל העומס.