Kraftüberwachung einer 20-Tonnen-Hydraulikpresse
Kraftüberwachung einer 20-Tonnen-Hydraulikpresse
Arduino-Team – 29. August 2022
Materialprüfung läuft oft darauf hinaus, Gegenstände zu zerbrechen und die dafür erforderliche Kraft zu messen. Die Art und Weise, wie etwas bricht, ist das Ergebnis unterschiedlicher Festigkeitseigenschaften. Es gibt viele Arten von Festigkeit, aber Maschinenbauingenieure befassen sich am meisten mit Zug-, Druck-, Scher- und Torsionsfestigkeit. Der einfachste Weg, die Druckfestigkeit zu testen, besteht darin, etwas mit einer sehr starken Presse zu zerdrücken. Clem Mayer von Element14 Presents hat sich zu diesem Zweck eine 20-Tonnen-Hydraulikpresse gekauft und mit einem Arduino die Kraft gemessen.
Auch wenn Sie keine Erfahrung im Laden haben, haben Sie wahrscheinlich in einem dieser YouTube-Videos eine hydraulische Presse in Aktion gesehen, in der Haushaltsgegenstände gepresst werden, bis sie auf unterhaltsame Weise explodieren. Diese spezielle Presse kann bis zu 20 Tonnen Kraft ausüben, was etwa so schwer ist wie drei Elefanten. Der tatsächliche Druck hängt von der Oberfläche ab, auf die die Kraft ausgeübt wird. Um den Druck zum Zeitpunkt des Versagens zu berechnen, benötigt Mayer die Kontaktfläche (leicht im Voraus zu messen) und die aktuelle Kraft, die von der Presse aufgebracht wird. Er sammelte die Druckdaten mit einem Arduino Leonardo und einer Wägezelle.
Eine Wägezelle ist eine Art Kraftsensor, der aus vier Dehnungsmessstreifen besteht, die über eine Wheatstone-Brücke verbunden sind. Dehnungsmessstreifen erzeugen einen Widerstand, der mit der Dehnung variiert, die mit der Kraft korreliert. Normalerweise sind sie ungenau und erfordern eine langwierige Kalibrierung, aber die Wheatstone-Brücke verwendet vier davon und einige clevere Berechnungen, um auf einfache Weise eine genaue Messung zu erhalten. Das Ausgangssignal ist schwach, daher ist ein HX711-Verstärker erforderlich, um das Signal nutzbar zu machen. Der Arduino misst den Ausgang des HX711 mit einem ADC (Analog-Digital-Wandler), der über I2C verbunden ist. Es zeigt dann den maximalen Messwert auf einem kleinen LCD-Bildschirm an. Dieser Messwert sollte kurz vor dem Bruch des zu testenden Objekts seinen Höhepunkt erreichen, was Mayer mitteilt, wie stark das zu testende Material ist.
Arduino-Team – 29. August 2022
Materialprüfung läuft oft darauf hinaus, Gegenstände zu zerbrechen und die dafür erforderliche Kraft zu messen. Die Art und Weise, wie etwas bricht, ist das Ergebnis unterschiedlicher Festigkeitseigenschaften. Es gibt viele Arten von Festigkeit, aber Maschinenbauingenieure befassen sich am meisten mit Zug-, Druck-, Scher- und Torsionsfestigkeit. Der einfachste Weg, die Druckfestigkeit zu testen, besteht darin, etwas mit einer sehr starken Presse zu zerdrücken. Clem Mayer von Element14 Presents hat sich zu diesem Zweck eine 20-Tonnen-Hydraulikpresse gekauft und mit einem Arduino die Kraft gemessen.
Auch wenn Sie keine Erfahrung im Laden haben, haben Sie wahrscheinlich in einem dieser YouTube-Videos eine hydraulische Presse in Aktion gesehen, in der Haushaltsgegenstände gepresst werden, bis sie auf unterhaltsame Weise explodieren. Diese spezielle Presse kann bis zu 20 Tonnen Kraft ausüben, was etwa so schwer ist wie drei Elefanten. Der tatsächliche Druck hängt von der Oberfläche ab, auf die die Kraft ausgeübt wird. Um den Druck zum Zeitpunkt des Versagens zu berechnen, benötigt Mayer die Kontaktfläche (leicht im Voraus zu messen) und die aktuelle Kraft, die von der Presse aufgebracht wird. Er sammelte die Druckdaten mit einem Arduino Leonardo und einer Wägezelle.
Eine Wägezelle ist eine Art Kraftsensor, der aus vier Dehnungsmessstreifen besteht, die über eine Wheatstone-Brücke verbunden sind. Dehnungsmessstreifen erzeugen einen Widerstand, der mit der Dehnung variiert, die mit der Kraft korreliert. Normalerweise sind sie ungenau und erfordern eine langwierige Kalibrierung, aber die Wheatstone-Brücke verwendet vier davon und einige clevere Berechnungen, um auf einfache Weise eine genaue Messung zu erhalten. Das Ausgangssignal ist schwach, daher ist ein HX711-Verstärker erforderlich, um das Signal nutzbar zu machen. Der Arduino misst den Ausgang des HX711 mit einem ADC (Analog-Digital-Wandler), der über I2C verbunden ist. Es zeigt dann den maximalen Messwert auf einem kleinen LCD-Bildschirm an. Dieser Messwert sollte kurz vor dem Bruch des zu testenden Objekts seinen Höhepunkt erreichen, was Mayer mitteilt, wie stark das zu testende Material ist.
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