Balanaza electronica

Microcontroladores: Aplicaciones

Balanza de elevada resolución basada en el Z8 Encore¡ de Zilog
Departamento Técnico de Avnet-Memec
Artículo cedido por Avnet Memec www.avnet-memec.eu

Figura 1. Balanza digital. Diseño de referencia.

En este artículo se describe el desarrollo de una Balanza Electrónica, basada en el microcontrolador Z80 Encore de Zilog. El diseño es fácilmente escalablepara una gran variedad de cargas. Un convertidor Analógico-a-Digital de alta resolución (ADC) externo al microcontrolador se utiliza para medir exactamente la salida de la célula de carga. El peso medido se exhibe en el LCD. Las balanzas digitales miden pesos o cambios en el peso dependiendo del objetivo de la medida. Muestran el peso en formato digital con las unidades apropiadas. Los sensoresmás comúnmente empleados son células de carga que cambian el voltaje a su salida de forma proporcional al peso aplicado. La pequeña tensión de salida de una célula de carga (del orden de unos pocos milivoltios) necesita ser amplificada y digitalizada). Esto requiere un ADC con una resolución mayor que 16-bit. Para estas aplicaciones se utilizan ADCs de alta resolución con un amplificador incorporado.La salida del ADC es leída por un microcontrolador utilizándose los algoritmos apropiados para calcular el peso y para visualizarlos Características • Escala de 10 g a 40 kilogramos (resolución 10 g). • Puede medir pesos netos si conoce la Tara. • Cuenta artículos del mismo peso • Calibración de la escala de pesos. •Fuente del reloj y voltaje seleccionables a partir de la referencia del ADC •Visualiza los pesos en una sola línea LCD de 8 caracteres (8 x 1) (véase la figura 1)

Arquitectura del Hardware Este diseño de referencia se basa en la CPU Z8 Encore ! de Zilog que se comunica con el convertidor de 24 bit ADC CS5550 a través del interfaz periférico serie (SPI). La tensión a la salida de la célula de carga se pasa por un filtro Paso Bajo (LPF) para suprimir cualquier ruido de altafrecuencia

yantes de introducirlo al ADC. El peso medido se muestra en un LCD 8 x 1. Este diseño soporta el interfaz de usuario para manejar los modos de Tara, Conteo y Calibración. La alimentación se obtiene de un adaptador de 9 V C.C. Es esencial que la tensión excitación para la célula de carga y la tensión de referencia del ADC provengan de la misma fuente, para que cualquier variación enla

Figura 2. Diagrama de bloques

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REE • Abril 2008

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Figura 3. Función característica de una célula de carga

Figura 4. Rutina principal

tensión de excitación de la célula de carga de lugar a una variación proporcional en la tensión de referencia del ADC a fin de no perder precisión debido a cambios en la tensión de entrada. La figura 2 muestra eldiagrama de bloques de la Balanza, proporcionando una detallada descripción gráfica de la arquitectura hardware de la misma. El esquemático completo en la página web: www.redeweb.com, muestra las conexiones hardware con más detalle. Las funciones de los diversos interruptores usados en este circuito (fig 2) se describen a continuación. Tara.La tara, como ya es sabido, es un término utilizado enPesos y Medidas que indica el peso que se ha de restar del peso total para obtener el

peso neto. Por ejemplo, para medir el peso de contenido de un envase, el peso del envase (Tara) se resta del peso bruto (peso del envase + peso de contenido). Conteo.El interruptor de Conteo se utiliza para determinar la cantidad de piezas de un artículo conocidos los pesos total y unitario. Calibración (ADCexterno).El interruptor de Calibración permite que el usuario realice la calibración de ganancia y compensación de offset en un ADC externo. Test.El interruptor de Test permite que el usuario salga de los modos, Tara y Conteo y que visualice el peso absoluto sobre la célula de carga. Implementación del software Esta diseño utiliza una MPU Z8 Encore! Que dispone de SPI, Timer y PIO en el mismo...