Enregistrer et tracer un graphique représentant les données de poids avec PhidgetBridge

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Enregistrer et tracer un graphique représentant les données de poids avec PhidgetBridge

Les cellules de charge sont largement utilisées dans l’industrie lorsqu’il est nécessaire de mesurer avec précision la force de traction ou de compression. Ces capteurs jouent également un rôle important dans les applications robotiques. Par exemple, un bras de robot équipé d’un capteur de pression (FSR, Force Sensing Resistor) ou d’une cellule de charge peut détecter la quantité de force qu’il appliquera sur un objet, ce qui permet au bras de « sentir » et de saisir l’objet. Nous avons beaucoup de clients qui nous demandent quelle est la méthode la plus rapide et la plus facile pour enregistrer et représenter graphiquement les mesures de poids réalisée avec une cellule de charge. Ce tutoriel décrit une solution rapide et facile pour montrer comment enregistrer des données à partir d’une cellule de charge et tracer un graphique en fonction du temps en utilisant PhidgetBridge, l’application de FlowBotics pour Phidgetbridge et Google Sheets.

Nécessite :

Étapes

Connecter la cellule de charge à PhidgetBridge

La première étape serait de connecter correctement votre cellule de charge à PhidgetBridge. PhidgetBridge a 4 ports d’entrée, ce qui permet de connecter et de mesurer la force appliquée sur les 4 cellules de charge simultanément.

Chaque port est accessible via un connecteur de borne à vis avec 4 entrées (5V, +, – et G). Les cellules de charge ont généralement 4 ou 5 fils identifiés par un code de couleurs :

  • Le fil rouge est « Alimentation+ » ou « Vcc » et se connecte au port 5 V sur PhidgetBridge.
  • Le fil vert est « Sortie+ » ou « Amplificateur+ » et se connecte au port + sur PhidgetBridge.
  • Le fil blanc est « Sortie- » ou « Amplificateur- » et se connecte au port – sur PhidgetBridge.
  • Le fil noir est « Alimentation- » ou « Terre » et se connecte au port G sur PhidgetBridge.
  • Certaines cellules de charge possèdent un cinquième fil jaune qui est un fil de masse facultatif qui n’est pas connecté à la jauge de contrainte à l’intérieur de la cellule de charge mais qui est destiné à mettre le dispositif à la terre pour empêcher les petites interférences électromagnétiques extérieures. Au lieu d’un fil jaune, certaines cellules de charge ont un fil noir plus gros ou des fils libres pour blinder les fils de signaux tout en réduisant les interférences électromagnétiques.

Pour en savoir plus sur le câblage d’une cellule de charge, vous pouvez lire ce Wiki.

Connecter la cellule de charge à PhidgetBridge

Connecter la cellule de charge à PhidgetBridge

PhidgetBridge avec cellule de charge

PhidgetBridge avec cellule de charge

Connectez PhidgetBridge à votre ordinateur en utilisant le câble mini-USB fourni.

Connecter PhidgetBridge à l'ordinateur via le port USB

Connecter PhidgetBridge à l’ordinateur via le port USB

Enregistrer des mesures de poids en utilisant l’Application PhidgetBridge Flowbotics

Ouvrez l’Application FlowBotics App pour PhidgetBridge. Si Phidgetbridge est correctement connecté, l’Application Flowbotics affiche Connecté avec un point vert.

Vous pouvez activer/désactiver n’importe quel port d’entrée de capteur et modifier le gain de chacun d’eux. Le gain peut être réglé sur 1, 8, 16, 32, 64, 128 (une valeur de gain plus élevé vous donne un bruit plus faible et une résolution plus élevée).

PhidgetBridge non connecté

PhidgetBridge non connecté

PhidgetBridge connecté

PhidgetBridge connecté

Cliquer sur Fichier pour sélectionner le nom et l’emplacement du fichier de sortie, puis cliquez sur Sauvegarder.

Nom du fichier de sortie

Nom du fichier de sortie

L’enregistrement des données ne démarre pas tant que vous n’avez pas sélectionné la fréquence d’enregistrement. Dès que la fréquence d’enregistrement est sélectionnée, l’Application Flowbotics commence à enregistrer les mesures de cellules de charge dans le fichier de sortie. N’oubliez pas que plus l’intervalle d’enregistrement est court, plus la fréquence est élevée et plus il y a de points représentés sur le graphique.

Sélection de la vitesse d'échantillonnage

Sélection de la vitesse d’échantillonnage

Un point vert ENREGISTREMENT DU FICHIER s’allume pendant que le logiciel enregistre les données.

Enregistrement des données

Enregistrement des données

Traçage du graphique représentant le poids mesuré par la cellule de charge

Le fichier de sortie devrait ressembler à ceci :

Fichier de sortie

Fichier de sortie

La première colonne représente la date et l’heure auxquelles les données ont été enregistrées.

La deuxième colonne représente les données de sortie de la cellule de charge connectée au port d’entrée 0.

La troisième colonne représente les données de sortie de la cellule de charge connectée au port d’entrée 1.

La quatrième colonne représente les données de sortie de la cellule de charge connectée au port d’entrée 2.

La cinquième colonne représente les données de sortie de la cellule de charge connectée au port d’entrée 3.

Vous pouvez sélectionner tout le texte contenu dans le fichier de sortie et le copier sur une nouvelle feuille de calcul (ici Google Sheets):

Copier des données de sortie dans Google Sheet

Copier des données de sortie dans Google Sheet

Dans cet exemple, étant donné nous avons connecté une seule cellule de charge sur le port d’entrée du capteur 1, nous avons uniquement gardé la sortie de données liée à ce port de capteur qui est représenté par la troisième colonne dans le fichier de sortie. Si vous êtes à l’aise avec des feuilles de calcul, vous êtes maintenant libre de manipuler les données selon les besoins. Pour les débutants qui commencent à utiliser les feuilles de calcul, nous avons inclus un guide pas-à-pas utilisant l’application gratuite Google Sheets comme logiciel tableur :

Pour tracer un beau graphique en fonction du temps, vous pouvez convertir la première colonne (Date) à une colonne de temps avec une unité comme p. ex. la seconde. Pour ce faire, sélectionnez toute la colonne de date et appuyez sur Effacer. Dans la première cellule de la colonne de temps (A1), vous pouvez écrire Heure(s). La seconde cellule serait 0 (lorsque l’enregistrement a commencé). Dans la troisième cellule, vous pouvez entrer « = A2+ 0,05 » (A2 est la cellule précédente, 0,05 est la vitesse d’enregistrement que nous avons choisie pour cet exemple). Ensuite, vous pouvez faire glisser vers le bas la petite boîte bleue dans le coin droit de la cellule A2 jusqu’à la dernière valeur de sortie du capteur. Jetez un œil à ce lien pour en savoir plus sur la fonction Autofill (remplissage automatique) de Google Sheets

L’étape suivante consiste à convertir la sortie de la cellule de charge, d’une valeur de sortie nominale exprimée en mV/V en une unité de poids (comme des grammes, kilogrammes, livres, etc.) par une interpolation linéaire. Pour ce faire, vous pouvez mettre une charge connue sur la cellule de charge et enregistrer la valeur du capteur dans un nouveau fichier séparé. Cette valeur du capteur (nous l’appellerons X1) représentera le poids de la charge utilisée sur la cellule de charge (que l’on appelle Y1). Par exemple, nous avons utilisé une charge de 100 grammes sur notre cellule de charge dans cet exemple. La valeur du capteur enregistrée lorsqu’une charge de 100 grammes était fixée à la cellule de charge était environ de 1.

En vous basant sur ces informations, vous pouvez créer une nouvelle colonne nommée Valeur de poids calibrée (en grammes) avec cette équation « = B2*100 » dans la deuxième cellule de cette colonne. B2 est la valeur de capteur correspondante dans la seconde colonne et 100 est la pente calculée à partir de l’interpolation linéaire. Si nous partons du principe qu’avec aucune charge attachée à la cellule de charge, la valeur de sortie est 0, la pente peut être calculée selon la formule suivante :

Pente = Y1 / X1

Dans notre exemple, la charge connue et utilisée sur la cellule de charge (Y1) était de 100 grammes et la valeur du capteur que nous avons pour cette charge (X1) est environ de 1. Notre pente calculée serait de : 100/1 = 100.

Répétez la même opération avec la colonne de l’heure, et faites glisser la petite boîte bleue (dans le coin droit de la cellule C2) vers le bas jusqu’à la dernière valeur de sortie du capteur.

Maintenant, vous avez des valeurs de charge (avec une unité de poids) qui correspondent au temps (avec une unité de temps).

Convertir la valeur de capteur en poids

Convertir la valeur de capteur en poids

Pour tracer le graphique, appuyez sur Ctrl , puis sélectionnez la colonne de temps (A dans cet exemple) et la colonne de poids (C dans cet exemple). Puis, cliquez sur Insérer Insérer > Graphique.

Ouvrir l'éditeur graphique

Ouvrir l’éditeur graphique

Dans l’Éditeur graphique, vous pouvez sélectionner le type de graphique. Dans cet exemple, nous avons choisi Graphique linéaire. Puis, cochez la case Utiliser la colonne A comme étiquettes.

En cliquant sur Personnalisation, vous pouvez entrer ou modifier les informations pour le graphique comme le titre, les noms des axes, les polices, les quadrillages, etc.

Choisir un type de graphique

Choisir un type de graphique

Cocher la case "Utiliser la colonne A comme étiquettes"

Cocher la case « Utiliser la colonne A comme étiquettes »

Personnalisation

Personnalisation

Cliquez sur Insérer, et voilà ! Vous avez votre graphique représentant la mesure de poids.

Graphique représentant la mesure de la cellule de charge avec 100 g

By | 2017-03-31T03:05:15+00:00 31 mars 2017|Sciences|Commentaires fermés sur Enregistrer et tracer un graphique représentant les données de poids avec PhidgetBridge

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