IMG_20180510_145043Ich finde es immer mega nervig den Schwerpunkt auf diesen wackeligen Ständern konventionell aus zu wiegen…. Da braucht man noch etwas mehr Blei im Heck und beim Befestigen ist das Modell wieder verrutscht und muss neu ausgerichtet werden…

Als ich die elektronischen Schwerpunktwaagen im Netz gesehen habe war klar, dass ich sowas haben muss!!! Diese nutzen zwei elektronische Wiegezellen gekoppelt mit einem Mikroprozessor um den Schwerpunkt zu berechnen. Dabei liegt das Modell stabil auf zwei Auflagepunkten. Somit kann am Modell das Blei etc. auf der Waage befestigt werden ohne dass es ständig verrutscht.

Olav Kallhovd hat auf Github eine elektronische Schwerpunktwage incl. CAD Daten für den 3d Drucker, Schaltplan und Arduino Code veröffentlicht (https://github.com/olkal/CG_scale).

Leider ist diese für F3X Modelle und die Auflagepunkte sind für die schlanken F5D Flügel zu weit auseinander. Also musste ich das CAD neu machen.

Die Auflagen habe ich etwas breiter konstruiert um auch Elektrorümpfe auf die Waage legen zu können. Um die F5D Flächen auswiegen zu können musste der Abstand reduziert werden. Dafür werden u.A. die Wiegezellen an der Grundplatte gestapelt und ein Halter mit einem Adapter unterlegt.

Die Waage kann aber auch für den größeren Abstand der F3X Modelle umgebaut werden.

Für kleinere Modelle wie F5D benutze ich zwei 1Kg Wiegezellen. Für F3X kommen zwei 2Kg Zellen zum Einsatz.

In der Elektronik kann ich zwischen den Wiegezellen umschalten.

Hält man den Taster gedrückt, wird nach einigen Sekunden auf die 2Kg Zellen und dem weiten Auflageabstand umgeschaltet. Drückt man den Taster nur kurz, werden die Wiegezellen auf null gesetzt. (Achtung, tara dauert 2-3sek nach dem drücken). Das Nullen sollte man nach einiger Zeit machen, da die Zellen mit der Zeit dazu neigen vom Nullpunkt zu driften.

Da ich zwei unterschiedliche Zellentypen verwende, habe ich die Elektronik nicht in der Grundplatte, sondern in einer Box untergebracht. So kann ich die Wiegezellen über einen Stecker auf der Rückseite einfach umstecken. Ein extra Arduino Nano Board ist somit auch nicht mehr nötig und man kann das Display direkt mit dem „Haupt“ Nano Board verbinden.

Auch die zwei HX711 Messsignal Verstärker für die Wiegezellen sind in der Box untergebracht.

Von einer internen Stromversorgung mit zusätzlicher Batterie habe ich abgesehen. Ich verbinde die Box lieber über den Nano USB Anschluss einfach mit einer Powerbank oder Handy-Ladegerät.

Um die HX711 im Arduino Code an zu sprechen habe ich, genau wie Olav, eine HX711 Libary verwendet: https://github.com/olkal/HX711_ADC (muss im Arduino-Verzeichnis in den Libarys-Ordner kopiert werden)

Für die Kalibrierung der Wiege Zellen bzw. HX711 findet man in dem HX711 Libary Verzeichnis unter „examples/Calibrate/Calibrate.ino“ einen Arduino Code, mit dem man die Wiegezellen kalibrieren kann. Diesen Code auf das Nano aufspielen, die Belegungspins des HX711 im Code anpassen und dann kann man mit dem Kalibrieren auf ein Referenzgewicht loslegen. Den Wert den dieses Tool dann ausgibt muss in meinem Code dann für diese Wiegezelle übernommen werden. Jede Wiegezelle muss so kalibriert werden.

Ich habe keine Kalibriergewichte, sondern verschiedene Bleigewichte, die ich vorher mit meiner Harzwaage (0.1g) vermessen habe, zum Kalibrieren genutzt. Scheinbar sind die Wiegezellen zur Referenzwage sehr genau. Die Wiederholgenauigkeit (bei Raumtemperatur) lag bei unter 0,5g.

(Wer es ganz Genau wissen / haben will findet hier mehr zum Thema Genauigkeit von Wiegezellen hier: http://www.iforce2d.net/loadCellGraph.html )

Ich habe mal nachgerechnet was das für ein F5D Modell (1Kg) bedeutet: Wenn eine Wiege Zelle 2g zu viel anzeigen würde, dann wird der Schwerpunkt 0.0998mm falsch angezeigt.

Bei einem F3K Modell (240g) mit zwei 1Kg Wiegezellen und 2g Fehler wäre der Schwerpunkt 0.413mm daneben.

Wichtig ist aber auch im Code die exakten Längen von den Auflagepunkten untereinander und zum Anschlag-Pin an zu geben.

Die Wiegezellen (Type YZC-133: 2x 2Kg und 2x 1Kg), das Ardurino Nano (1x), die HX711 (2x), ein 16×2 LCD Display (1x) und den Taster habe ich bei Bangood bestellt.

Die 3D Druck Teile habe ich bei Jens auf einem low-cost China Drucker gedruckt.

Wer es nachbauen möchte muss leider noch etwas Arbeit investieren.

  • Meine CAD Daten (als STL):  CFD_CG_Scale_STL.zip
    Die Auflage-Plättchen habe ich nicht nochmal neu gezeichnet und könnt ihr von Olavs Waage auf Github herunterladen (link s.o., die Datei heißt „CG_scale_wing_pad.stl“).
  • Den Arduino Code könnt ihr hier runterladen (update 05.06.2018: Bug in der Auswahl F5D vs. F3X gefixt, jetzt funktioniert es richtig)CFD_CG_scale.zip

Einen Schaltplan habe ich nicht erstellt.

Der Anschluss vom Display habe ich so gelöst:

Dies ist nur eine Beispielzeichnung, die eigentliche Pin-Belegung zum Nano bitte dem Code entnehmen oder anpassen. Das Poti ist ein 10k Poti und dient der Kontrasteinstellung vom Display.

Aber mit der Anleitung zum Display und die Beschreibung im Code (an welchen Pin was kommt) sowie etwas Erfahrung mit Ardurino und Co sollte man in der Lage sein das ganze nach zu bauen.

 

Im RC-Network gibt es auch diverse Beschreibungen in diesem Thread: http://www.rc-network.de/forum/showthread.php/658919-Schwerpunkt-Waage-mit-Arduino

 

 

 

Erstellt am 16.05.2018 | Zuletzt aktualisiert am 05.06.2018 | Kathegorien: CFD

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