Figure 1. Waage mit 4 Halbbrücken
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Figure 2. Verkablungsschema
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Figure 3. ADC Anschlußbelegung
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Die abgebildete Waage ist ein einfacher Aufbau mit 4x Halbbrücken Wägezellen für je 50Kg. Diese Wägezellen werden normalerweise für Personenwaagen benutzt.
Diese Halbbrücken Wägezellen müssen zu einer Wheatstone-Brücke verbunden werden. Dazu verbindet man jeweils die Schwarzen und Weißen Drähte. Über die Roten werden dann E+/E-/A+/A- des NAU7802 verbunden, siehe Abbildung oben. Wichtig ist, das jeweils die Sensoren für E+ und E- so wie A+ und A- gegenüber liegen. Liegen diese nebeneinander, dann funktioniert es nicht. Verwechselt man nur `` und ``-`` dann sieht man das daran, dass bei Belastung der angezeigte Wert abnimmt. Dann einach eines der `` und - Paare tauschen und dann funktioniert es.
Aktuell ist die Waage ein Prototyp. Die Sensoren werden mit Kunststoffgehäusen aus dem 3D Drucker gehalten, die Kabel mit Klebebänder fixiert. Das wird sich noch ändern, wenn die Waagen sich mehr bewähren. Die ADC Platine muss auch in ein Gehäuse, sonst wird es bei Regen schnell kritisch.
Diese einfachen Sensoren sind für Personenwaagen ausgelegt, bei Dauerbelastung im Freien kommt es vor, dass man öfter die Sensore als die Batterien tauschen muss. Besonders bei sehr schweren Bienenstöcken (>> 50kg) oder wenn mit Nageschäden (Mäuse) gerechnet werden muss, funktionieren diese Sensoren eher kurz und nicht über viele Monate oder gar Jahre. Auch die Abdichtung der einfachen Sensore gegen Regen hält nicht ewig. Die Sensorhalter aus dem 3D-Drucker wurden mit Halterung für Wägezellen erstellt. Die Sensoren werden durch den Abstandshalter etwas von der Siebdruckplatten weg gehalten, was die Erwärmung durch Sonneeinstrahlung über diese Platten verringert. Trotzdem muss man bauartbedingt mit größeren Abweichungen rechnen (\+/- 1kg), wenn die Waage in der Sonne steht. Berücksichtigt man dann eine stellenweise Erwärmung (50° in der Sonne aber 25° im Schatten), dann kann diese temperaturbedingt Abweichungen nicht kompensiert werden.
Für mich hat diese Aufbau denoch seine Berechtigung. Er ist einfach und als erster Einstieg meiner Ansicht nach geeignet. Wer dann präzisere Waagen oder haltbarere Waagen möchte, kann den Aufbau der Waage später noch anpassen und die Sensoren ersetzen. Die ADC Platine, die Sendbox und die Platten der Waage bleiben die selben. Wenn man z.B. einen Waagenaufbau mit 2 Plattform Wägezellen nimmt, dann bekommt man eine besser Genauigkeit und Haltbarkeit. Aber das hat auch seinen höheren Preis. Auf der Rückseite der NAU7802/Adafruit Platine ist übrigens angegeben, wie man die Farben der Leitungen einer Plattform Wägezelle jeweils anschließt. Das Bild oben rechts zeigt die Rückseite der NAU7802/Adafruit Platine.
Was ich beim Basteln als besondere Herausforderung empfunden habe ist das Kalibrieren. Der eigentlich Vorgang ist im nächsten Abschnitt erläutert. Das Problem ist, dass man ein 10 kg Gewicht für eine sogenannte 2-Punkt Kalibrierung benötigt. Punkt 1 ist dann 0 kg und Punkt 2 10 kg. Wenn das absolute Gewicht nicht so wichtig ist, kann man natürlich auch einfach etwas nehmen, was in etwa 10 kg hat. Durch Temperaturschwankungen und die Dauerbelastung ist das absolute Gewicht ohnehin eher sehr relativ (da liegt man schnell 1 kg daneben) aber der Verlauf über mehrere Tage hinweg ist gut sichtbar.
Eine Liste mit Vorschlägen für die verwendeten Bauteilen und deren Bezugsquellen habe ich auch erstellt. Es gibt bei den einzelnen Bauteilen Alternativen und alternative Bezugsquellen.