Весы бывают равноплечими, плечевыми, рычажными и электронными. Для того чтобы сделать три первых типа весов вполне подойдет и то, что вы найдете у себя дома: вешалка для одежды, линейка, спица от сломанного зонта, использованные крышки и многое другое, что в принципе вам не пригодится. А вот устройство электронных весов достаточно сложное. Для того чтобы сделать электронные весы, вам могут понадобиться тензодатчики, катушки индуктивности, трансформаторы и подобные устройства, которые уж точно просто так в виде хлама не валяются.
Равноплечие домашние весы
Равноплечие самодельные весы для измерения граммов похожи на качели, для их выполнения нужна ровная планка (линейка, спица, ровная палка и т.п.). На края планки крепятся «чашки» (маленькие пластиковые мисочки или крышки от бутылок).
В них на равных расстояниях пробивают три дырочки, в которые закрепляется нитка или леска. Перпендикулярно центру планки присоединяется маленькая планочка. Она сыграет роль стрелки, фиксирующей уравновешивание плеч. Затем весы закрепляются на подставке и эффективно используются по назначению.
Известные всем со школьной скамьи равноплечие весы изготавливаются из карандаша, закреплённого тяжёлым учебником на краю стола, линейки, висящей на нём в виде качелей.
ВАЖНО!
Карандаш должен быть расположен точно по центру линейки. Это называется определить центр тяжести.
На один конец линейки кладут предмет определённого веса, а с другой стороны – измеряемый груз. таким способом можно взвесить негабаритные объекты, вес которых не более 50 г. Из-за того, что существует опасность, что линейка переломится. Также имеется опасность, что она перевернётся, исследуемые сыпучие материалы рассыплются.
Используя обозначенный принцип, изготавливают простейшие весы для более габаритных и весомых объектов. Вместо линейки используют доску, а взамен карандаша берут, например, полено.
Плечевые весы
Это неравноплечие приборы измерения веса, поскольку чаши в данном случае передвигаются по планке. Такие устройства помогут измерять не только вес любых предметов, но и мерять любые сыпучие продукты
ВАЖНО!
Планку для этих весов берут тонкую, и тогда целесообразнее пробивать не дырку, а просто канавку.
Далее нужно установить стрелку, например из иголки или чего-нибудь подобного для фиксации отклонения весов. Следующим этапом отмеряются одинаковые отрезочки в обе стороны от центра — точки подвеса, и производится калибровка. разумнее нанести там насечки, так как в процессе измерения веса чаши могут соскальзывать.
ВАЖНО!
Чашами так же могут быть крышки от бутылок, пластиковые стаканчики и мисочки, но тут они не закрепляются на рейке, а подвешиваются на ниточках.
Рычажные весы
Способ 1
Необходимо взять длинную прямую палку, линейку, не короче 30 — 35 см. В данной схеме она играет роль коромысла.
ВАЖНО!
Чем длиннее плечо коромысла, тем точнее будут результаты.
Далее на этом «коромысле» нужно найти центр, в обе стороны от отмеченного центра замерить равные отрезки, чтобы установить чаши. В этих точках просверлить дырочки. В середине закрепить прочную синтетическую нить. Для чаш подойдут опять же крышки от бутылок, или обрезанные пластиковые стаканчики. Соединить узлом нити от чаш к рейке. По верхнему периметру у чашек на равных расстояниях друг от друга просверлить 3-4 дырочки, через них провести прочные нити и завязать.
Изготовьте стрелку весов, можно вырезать картонный треугольник. Прикрепить в центре рейки в месте прохождения главной нити. Добейтесь, чтобы натянутая нитка проходила посередине картонного треугольника. Подвесьте весы на центральной нитке на опору: крючок или гвоздь. Откалибруйте весы.
ВАЖНО!
Чтобы верхушка стрелки-треугольника в подвешенном состоянии четко совпала с натянутой ниткой, на дно соответственно более лёгкой чаши можно прилепить кусочек пластилина.
Гирьки для таких самодельных весов можно найти в специальном магазине, либо использовать в их качестве монеты, либо использовать одинаковые таблетки, их вес указывается на упаковках.
Способ 2
Расскажем об ещё одних самых несложных рычажных весах. Для этого применяется висящая в любом шкафу вешалка-плечики. К плечикам для одежды подвешивают с обеих сторон чашки или пакеты. С одной стороны в них кладут предметы известного веса. Подойдут, например, фабричные упаковки с сахаром, крупами, можно взять и бутылки, наполненные водой.
Изготовление конструкции проекта
Мы спаяли все компоненты проекта с помощью перфорированной платы. Для подключения платы Arduino и модуля HX711 мы использовали соединители типа «мама» (female headers). Для подключения кнопок и светодиодов мы использовали соединительные провода. После того, как процесс пайки был закончен, мы убедились, что на выходе регулятора LM7805 напряжение равно 5V. И, наконец, мы добавили в схему выключатель питания. Когда все было закончено, электронная часть конструкции нашего проекта выглядела следующим образом:
Как изготовить весы в походных условиях
Многие сталкивались с потребностью измерить вес чего-нибудь на природе. Для решения этой задачи можно смастерить весы из пластиковых бутылок. В бутылке по бокам сверху ближе к горлышку прорезаются одинаковые вертикальные отверстия, размером 1 см на 5 см. В них вставляют палочку или соломинку.
К её концам на нитках привязывают либо взвешиваемый предмет и груз известной массы, либо две пробки от бутылок. В одну кладут измеряемый предмет, в другую – противовес. Логично, что данное устройство позволит взвесить лишь лёгкие предметы. Но сам принцип прекрасно применим и в случае с габаритными предметами.
Для этого находят толстую прочную палку, подвешивают её за середину к прочному сучку, либо к перекладине.
ВАЖНО!
Палка должна висеть очень ровно.
С разных сторон к ней привязывают взвешиваемый предмет и груз известной массы. Его роль могут выполнить опять же бутылки с водой, нераспечатанные упаковки с крупой/солью/сахаром. Приблизительную массу таким способом измерить нетрудно.
Самодельные весы для достаточно габаритных предметов
Можно в домашних, либо походных условиях выполнить весы и для предметов до 100 кг.
Для их выполнения понадобятся:
- безмен,
- два очень крепких бруска 1,5 и 1 м длиной
- прочный шпагат
- крючок для груза
Сама схема конструкции представлена на нижеследующей схеме.
По схеме понятно, величины 10 и 100 см выбраны не спроста. Данные с безмена нужно будет увеличивать в 10 раз. Необходимо точно расположить отверстие на бруске 1. Для подвешивания предмета можно применить хомут (а). Двигая хомут с известного веса грузом по бруску 1, следует определить его правильное месторасположение, закрепить в этом месте гвоздём. Если понадобятся весы для грузов свыше 100 кг, то бруски для конструкции нужно взять длиннее. Но всегда второй больше первого в 10 раз (например, 15 и 150 см, тогда груз предположительно должен весить до 150 кг), а показатели безмена умножать на размер длины первого (в примере соответственно на 15).
Рычажные весы
Весы в алхимической практике необходимый инструмент. Они должны быть у каждого алхимика. Их можно просто купить, а можно сделать своими руками. Это несложно, да и работать с собственноручно изготовленным инструментом гораздо интереснее.
Для изготовления простых рычажных весов потребовались следующие материалы:
1 Две советские «тарелки» из нержавейки. 2 Латунная цепочка с покрытием 2 метра. 3 Алюминиевый швеллер 1 метр. 4 Алюминиевая полоса 1 метр. 5 Зажимы для веревок 6 штук. 6 Кольца для ключей 2 средних и 1 большое. 7 Кольца для штор (маленькие) 6 штук. 8 Талрепы, из которых взяты только крюки 3 штуки. 9 Гайки на М4 – 24 штуки 10 Винты М5 2 штуки и 8 гаек М5 11 Тонкостенная трубка для втулок под крюки.
Чаши весов сделаны из купленных на блошином рынке советских тарелок из нержавейки. Толщина стенки 1 мм — это не китайская и не индийская фольга. С таким материалом удобно работать, и из одной из таких тарелок уже было сделано основание для небольшого винтового пресса. Цепочка крепится к будущим чашам весов с помощью хомута от зажима для веревки и кольца для штор. Вот таким способом:
Как сделаны крепления. Сначала разметка штангенциркулем буртика тарелки — он делится на три равные части. Затем дрелью просверлено шесть отверстий под хомуты. После этого тарелка с просверленными отверстиями кладется сверху на вторую тарелку и через отверстия делаются метки, по которым затем сверлятся отверстия.
Собрать несложно. Нужно разобрать зажим, докрутить гайки до конца резьбы, надеть на хомут кольцо. Вставить хомут в отверстия на тарелке и закрутить еще две гайки. Крепление для цепочки готово. Цепочка режется на равные части, которые продеваются в кольца на чашах. Затем три цепочки соединяется вверху кольцом для ключей большего диаметра.
Коромысло весов сделано из алюминиевого швеллера (продаются в кастораме). Длинна коромысла – две соединенные вместе чаши. Для жесткости конструкции коромысло сделано из двух сложенных вместе кусков швеллера. Нижний швеллер по краям спилен по углам.
По краям швеллеров просверлены отверстия для крепления крюков. Крюки взяты от талреп (продаются в любом хозяйственном магазине). Закреплены через обрезок трубки следующим образом:
Посередине коромысла просверлено два отверстия для крепления стрелки и хомута с кольцом, сделанных из алюминиевой полосы.
Все подгоняется по месту и собирается вместе. Весы готовы.
Гири
Остается решить проблему гирь. Покупать набор разновесов особого смысла нет. Точность на таких весах плюс минус пару грамм роли не сыграет. Подойдут и такие — из шайб.
После клеймения проверка на весах показала, что сделаны гирьки довольно точно. Остается их только покрасить.
Комплект из восьми (3 – 500гр, 3 — 50гр, 1 — 250гр, 1 – 100гр) гирек готов. В качестве более мелких проще использовать монеты подобранные по весу.
Как самостоятельно сделать электронные весы
Изготовить электронные весы своими руками — не самая простая задача. Прежде необходимо тщательно изучить составные части и принцип работы.
Внешние составляющие — это:
- Весопроцессор, он представляет собой отдельный блок с экраном, клавишами, микросхемами.
- Клавиатура, на которой должны быть рабочие кнопки «0» — «9».
- Экран.
- Платформа.
- Корпус, скрывающий все внутренние части.
- Регулируемые ножки. Для точности измерения необходимо, прибор располагать по уровню.
Измеряемый груз осуществляет давление на неё за счет своей силы тяжести. В зависимости от веса, сила давления измеряемого объекта на платформу пропорционально изменится. На экране выведутся числовые значения.
Преобразованию данных по давлению способствуют:
- Тензометрический датчик
- Аналого-цифровой преобразователь АЦП
- Микроконтроллер или процессор.
Изготовление весов своими руками предполагает внимательное изучение каждого из перечисленных устройств, их разновидностей, чёткое определение того, что требуется именно вам.
Сердцем электронных весов можно считать тензодатчик. Тензорезистор, на котором базируется тензометрический датчик, обладает свойством, заставляющим его изменять сопротивление при деформации.
На тензодатчик идёт напряжение, на выходе принимающее измененное значение, взаимодействуя с тензорезистором.
Аналого-цифровой преобразователь это значение напряжения преобразует в цифровой код, который потом обрабатывает микроконтроллер. А на экран выводится весовое значение. Это происходит в одно мгновение.
Тензодатчиков существует несколько видов:
- Одноточечный встраивается под платформу по центру. Используется в торговых, напольных, фасовочных, технических и балочных весах.
- Балочный тензодатчик. Предназначается, например, для платформенных электронных весов.
- Стержневой тензометрический датчик необходим в особо габаритных весах – автомобильных, вагонных, бункерных. Используется при взвешивании грузов от 20 тонн.
- S-образный датчик веса предназначен для подвесных и крановых весов.
- Сдвоенная балка применяется при взвешивании грузов от 10000 кг при транспортных взвешиваниях.
ВАЖНО!
При выборе тензодатчиков, учитывайте, дальнейшие условия его использования. Для качественного функционирования они должны быть надёжно защищены от влаги, пыли. Также перед установкой тензометрического датчика тщательно изучите схему подключения. От тензодатчика к аналого-цифровому преобразователю должен идти неповрежденный сверхкачественный провод.
Соединить несколько тензометрических датчиков чрезвычайно непросто. Если хотите, чтобы данное соединение гарантировано получилось качественным целесообразнее доверить эту задачу профессионалу.
Платформу производят из нержавейки. Её срок службы неограничен, что она позволяет работать с ней в агрессивной среде без последствий. С производством такой платформы могут помочь в организации, специализирующейся на металлопрокате.
Корпус для настольных электронных весов выполняют из пластика, а напольных, промышленных конечно из металла. Изготовить корпус для промышленных весов может квалифицированный сварщик. Корпус требуется покрасить, чтобы защитить от коррозии.
Всегда при производстве самодельных приспособлений ставится цель — сэкономить деньги, но изготавливая электронные весы своими руками, есть риск и лишиться зря затраченных денег, если не подойти к процессу серьёзно и обдуманно. Затраты на составляющие достаточно высоки. Стоит очень внимательно разобраться с инструкциями.
Необходимые компоненты
Для данного проекта мы подобрали по возможности простые и недорогие компоненты, которые можно приобрести в любом магазине электронных компонентов.
- Плата Arduino Nano (купить на AliExpress).
- Датчик веса/нагрузки (Load cell) с допустимой нагрузкой до 10 кг (купить на AliExpress).
- Модуль усиления HX711 (купить на AliExpress).
- ЖК дисплей 16х2 с модулем интерфейса I2C (купить на AliExpress).
- Резистор 1 кОм – 2 шт. (купить на AliExpress).
- Светодиод – 2 шт. (купить на AliExpress).
- Зуммер (Buzzer) (купить на AliExpress).
- Батарея на 7.4V (если вы хотите сделать весы портативными/переносными) (купить на AliExpress).
- Регулятор напряжения LM7805 (купить на AliExpress).
Внешний вид используемых в проекте компонентов показан на следующем рисунке.
