Wie schaltet sich eine Personenwaage automatisch ein, wenn ich darauf trete?

Wie schaltet sich der Stromkreis ein, wenn ich auf eine Personenwaage trete? Ich habe diese Arten von Waagen zerlegt und nach offensichtlichen Hardware-Schaltern gesucht, aber es gibt keine. Ich vermute, der ADC ist so konfiguriert, dass er einen Interrupt erzeugt und den Mikrocontroller aus einem Energiesparmodus weckt. Wenn dies der Fall ist, wie würde diese Spezifikation auf einen gängigen Mikrocontroller wie einen MSP430F67 mit integrierten 24-Bit-ADCs übertragen?

low-power load-cell

— Crizzle
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"eingebaute 24-Bit-ADCs" Ich würde dem nicht vertrauen, soweit ich es werfen könnte.

— KyranF

Schlaf. Wachen Sie alle x ms einmal adc auf. Wenn der Wert> n ist, wecken Sie alles andere auf und schlafen Sie ein.

— Passant

@KyranF Die Wurfweite hängt vom ballistischen Koeffizienten und bei einer so geringen Masse ab. Um eine anständige Reichweite zu erzielen, möchten Sie wirklich zusätzliche Masse und ein langes, schlankes Paket mit guter Rationalisierung. Kann daher ideal für die Verwendung in einem Dart- oder Luftpenetrator sein. | | Die ADCs im MSP43F067 .. sind Sigma-Delta-Wandler und könnten sich unter idealen Bedingungen dieser Auflösung annähern, wenn nicht sogar der Genauigkeit (da 24-Bit-Referenz und Stabilität schwerer zu bekommen sind). Da für eine 100 kg schwere Person mit einer Auflösung von 24 Bit = 0,006 Gramm die vollen 24 Bit "wahrscheinlich nicht benötigt werden [tm]. Eine Auflösung ...

— Russell McMahon

... von beispielsweise 10 g in 100 kg = 1: 10.000 ~ 2 ^ 14 oder 14 Bit ist wahrscheinlich ausreichend, insbesondere angesichts der Linearität und der absoluten Auflösung des gesamten Dehnungsmessers + IA-Systems. Ob Sie ein 16-BIT-ADC-System weiter als ein 24-Bit-ADC-System werfen können, ist umstritten, aber mit einer geeigneten Referenz ist es wahrscheinlich so vertrauenswürdig, wie es sein muss. Um eine Genauigkeit von 0,1 kg FS bei einer Genauigkeit von 100 kg FS = 0,1% FS insgesamt zu erhalten, ist dies eine "vernünftige Herausforderung" für sich und legt nahe, dass die tatsächliche Referenz einige Bits besser ist als die, was in der Praxis unwahrscheinlich ist. Nein ? :-)

— Russell McMahon

Antworten:

Die Skala ist nie wirklich "aus". Stattdessen werden nur das Display und andere Peripheriekreise wie der ADC ausgeschaltet und intern in einen Energiesparmodus versetzt. Von Zeit zu Zeit (höchstwahrscheinlich basierend auf einem Timer-Interrupt) wird der ADC kurz eingeschaltet und der Sensor überprüft, um festzustellen, ob sich das Gewicht geändert hat. In diesem Fall werden die restlichen Peripheriegeräte einschließlich des Displays wieder eingeschaltet .

Im Energiesparmodus "Energiesparmodus" haben viele Mikroprozessoren (und insbesondere die MSP430-Serie) einen Stromverbrauch, der im Vergleich zur Selbstentladungsrate der Batterie günstig ist.

— Dave Tweed
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Re: Selbstentladung. Wenn Sie schreiben, dass es im Vergleich günstig ist, bedeutet das, wenn Sie ein wenig Strom verbrauchen, dass es den Effekt der Selbstentladung des Akkus negiert? Oder wird das aktuelle Additiv mit Selbstentladung verwendet?

— Crizzle

Es ist additiv, aber ungefähr in der gleichen Größenordnung.

— Dave Tweed

Einige Mikroprozessoren haben auch Komparatoren, die Interrupts erzeugen können, aber ansonsten gilt das gleiche Prinzip: Die Waage wird nie vollständig ausgeschaltet.

— Simon Richter

Ich habe vor einigen Monaten viele Personenwaagen geöffnet, um etwas Wissen für meine Projekte zu "stehlen", und ich hatte die gleiche Frage. Die meisten von ihnen verwenden einen „Vibrationssensor“, um zu erkennen, wann Personen auf dieser Skala auftauchen.

Hier können Sie sehen, wie ein Vibrationssensor funktioniert: http://www.sunrom.com/p/vibration-sensor

Dies ist viel effizienter und einfacher zu implementieren, als die uC einmal pro Sekunde aufzuwecken, um das Gewicht zu überprüfen.

Ich werde Ihnen ein Beispiel geben, warum es keine gute Strategie ist, die Skala jede Sekunde aufzuwecken, um zu überprüfen, ob jemand darauf eingeweicht ist. Zum Beispiel zieht Atmega328 im Schlafmodus ungefähr 100 uA (dieser Wert kann je nach gewähltem Schlafmodus variieren) und nach dem Start ungefähr 3 mA. Ein auf dem HX711 IC basierender Wägezellenverstärker verbraucht im Ruhemodus 1 uA und im laufenden Betrieb 4 mA. Basierend auf dem HX711-Datenblatt kann er 10 oder 80 Messungen pro Sekunde durchführen (das sind 12 ms oder 100 ms / Messung).

Wenn Sie rechnen, werden Sie feststellen, dass viel Strom verschwendet wird, um das gesamte System aufzuwecken und zu überprüfen, ob sich jemand in dieser Größenordnung befindet oder nicht.

— Sorin
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Mit Ihren Zahlen, einer Batteriekapazität von 2000 mAh und einer Messung von 15 ms pro Sekunde erhalte ich ungefähr 2,2 Jahre pro Batterie. Aber Ihre MCU ist ziemlich leistungsfähig. Ein PIC16 benötigt im Schlaf 0,5 µA und im Betriebsmodus 8 µA. Der eingebaute 12-Bit-ADC (4096 Schritte) reicht für die meisten Skalen aus. Dieser voll ausgestattete HX711 ist nicht erforderlich. Ein oder zwei gute Operationsverstärker reichen aus, verbrauchen viel weniger Strom und schalten sie natürlich im Schlaf vollständig aus. Ich denke, 5-10 Jahre Akkulaufzeit ist möglich.

— Sweber

Ich habe mit meinen Zahlen gerechnet und Sie erhalten (nur im Standby-Modus) 1,14 Jahre (0,1 mAh für den Schlafmodus und 0,1 mAh für die Überprüfung, ob sich jemand auf einer Skala befindet). Wenn Sie diese Skala verwenden, ist sie kleiner als ein Jahr.

— Sorin

Ganz zu schweigen davon, dass die meisten Waagen eine CR2032-Batterie mit 240 mAh verwenden. Mit dieser Methode haben Sie also eine Standby-Zeit von weniger als 2 Monaten. Natürlich können Sie mit einigen Optimierungen die Standby-Zeit verlängern, aber mit einem Vibrationssensor können Sie sie leicht verdoppeln.

— Sorin