Bàscula de bany Arduino amb cèl·lules de càrrega de 50 kg i amplificador HX711: 5 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:10

Aquesta instrucció descriu com fer una bàscula de pesatge utilitzant fàcilment les peces de prestatge.

Materials necessaris:

1. Arduino - (aquest disseny utilitza un Arduino Uno estàndard, altres versions o clons d'Arduino també haurien de funcionar)
2. HX711 a la placa de sortida: aquest microxip està dissenyat especialment per amplificar els senyals de les cel·les de càrrega i comunicar-los a un altre mircocontrolador. Les cel·les de càrrega es connecten a aquesta placa i aquesta placa indica a Arduino què mesuren les cel·les de càrrega.
3. Cèl·lules de càrrega de 50 kg (x4): les cèl·lules de càrrega són peces metàl·liques amb formes específiques que tenen cola d'indicadors de tensió. Els tensímetres són resistències que canvien la seva resistència quan es doblegen. Quan la part metàl·lica es doblega, la resistència de la cèl·lula de càrrega canvia (l'HX711 mesura aquest petit canvi de resistència amb precisió). Podeu comprar les cèl·lules de càrrega i HX711 com a kit aquí: https://www.amazon.com/Degraw-amplifier-weight-Arduino-Bathroom/dp/B075Y5R7T7/ Si compreu el kit, deixeu una revisió. És realment útil per als futurs compradors.
4. Superfície de muntatge plana resistent: és ideal una peça dura de fusta dura o metall
5. Filferros de diversos colors per connectar totes les peces
6. Font d'alimentació per Arduino

Pas 1: muntar les cel·les de càrrega

Munteu les 4 cel·les de càrrega a la part inferior de l’escala a les quatre cantonades. L’epoxi funciona bé per mantenir-los al seu lloc. Consulteu l’esquema de muntatge, mostra quina superfície s’ha de muntar a la base i quina superfície ha de tocar el terra.

Pas 2: verifiqueu el cablejat de la cel·la de càrrega

El diagrama de cablejat es fa assumint que la cel·la de càrrega es construeix de la mateixa manera.

Per assegurar-vos que ho feu bé, assegureu-vos d’esbrinar quins dos terminals de les cel·les de càrrega tenen la resistència més alta entre elles (per exemple, blanc i negre, perquè coincideixin amb l’esquema), connecteu-los en un bucle de coincidència de colors gran, com BB WW BB WW i, a continuació, exciteu (E + / E-) dues aixetes centrals oposades (R) i detecteu (A + / A-) a l’altre parell de claus centrals.

Aquesta pàgina de Sackexchange té una informació encara millor:

Pas 3: connecteu les cel·les de càrrega i l'HX711

Consulteu el diagrama de cablejat per connectar les cel·les de càrrega, HX711 i Arduino.

Alguns dels cables de les cèl·lules de càrrega estan connectats entre si per formar el que s’anomena una disposició de pont de Wheatstone. Això pot resultar una mica confús. Una bona opció per connectar totes les cel·les de càrrega d’una manera neta i fàcil d’entendre és la placa combinadora de cel·les de càrrega SparkFun:

Aquesta disposició permet combinar i mesurar simultàniament les càrregues de tots els diferents sensors de les cèl·lules de càrrega.

Pas 4: afegiu la biblioteca HX711 al vostre ID Arduino

La biblioteca HX711 està disponible aquí:

Consulteu aquest enllaç al lloc web d’Arduino per obtenir instruccions sobre com afegir la biblioteca al vostre IDE d’Arduino:

Pas 5: calibra i pesa

Sparkfun té excel·lents programes Arduino per executar l’escala. Les versions més actualitzades estan disponibles a GitHub i es reimprimeixen a continuació:

El primer pas del programari és determinar els factors de calibratge de l'escala. Per fer-ho, executeu aquest codi:

/*

Exemple d’utilitzar el tauler SparkFun HX711 amb una escala Per: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 de novembre de 2014 Llicència: Aquest codi és de domini públic, però em comprareu una cervesa si l’utilitzeu i ens reunim algun dia (llicència de Beerware). Aquest és l'esbós de calibratge. Utilitzeu-lo per determinar el factor de calibració que utilitza l'exemple principal. També genera el zero_factor útil per a projectes que tinguin una massa permanent a l’escala entre cicles de potència. Configureu la bàscula i inicieu l'esbós SENSE un pes a la bàscula Un cop es mostren les lectures, col·loqueu el pes a la bàscula Premeu +/- o a / z per ajustar el calibrador_factor fins que les lectures de sortida coincideixin amb el pes conegut. Utilitzeu aquest factor de calibració a l'esbós d'exemple. Aquest exemple suposa lliures (lliures). Si preferiu quilograms, canvieu Serial.print ("lliures"); línia a kg. El factor de calibratge serà significativament diferent, però estarà relacionat linealment amb les lliures (1 lliures = 0,453592 kg). El vostre factor de calibratge pot ser molt positiu o molt negatiu. Tot depèn de la configuració del vostre sistema d'escala i de la direcció que desvien els sensors des de l'estat zero. Aquest codi d'exemple utilitza l'excel·lent biblioteca de bogde: "https://github.com/bogde/HX711" La biblioteca de bogde es publica sota una LLICÈNCIA PÚBLICA GENERAL DE GNU Pin d'Arduino 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND La majoria dels pins d'Arduino Uno seran compatibles amb DOUT / CLK. La placa HX711 es pot alimentar de 2,7 V a 5 V, de manera que la potència Arduino 5 V hauria d’estar bé. * / #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 escala HX711; factor de calibració de flotador = -7050; // - 7050 ha funcionat per a la meva configuració d’escala màxima de 440 lliures, configuració nul·la () {Serial.begin (9600); Serial.println ("esbós de calibratge HX711"); Serial.println ("Elimina tot el pes de la bàscula"); Serial.println ("Després de començar les lectures, col·loqueu el pes conegut a l'escala"); Serial.println ("Premeu + o a per augmentar el factor de calibratge"); Serial.println ("Premeu - o z per reduir el factor de calibratge"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (); scale.tare (); // Restableix l’escala a 0 llarg zero_factor = scale.read_average (); // Obteniu una lectura bàsica Serial.print ("Factor zero:"); // Es pot utilitzar per eliminar la necessitat de tarar la bàscula. Útil en projectes a escala permanent. Serial.println (zero_factor); } void loop () {scale.set_scale (calibration_factor); // Ajusta aquest factor de calibratge Serial.print ("Lectura:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); Serial.print ("lliures"); // Canvieu-ho a kg i torneu a ajustar el factor de calibratge si seguiu unitats SI com una persona sana Serial.print ("calibration_factor:"); Serial.print (calibration_factor); Serial.println (); if (Serial.available ()) {char temp = Serial.read (); if (temp == '+' || temp == 'a') calibration_factor + = 10; else if (temp == '-' || temp == 'z') calibration_factor - = 10; }}

Després de calibrar l'escala, podeu executar aquest programa de mostra i, a continuació, piratejar-lo per als vostres propis propòsits:

/*

Exemple d’utilitzar el tauler SparkFun HX711 amb una escala Per: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 de novembre de 2014 Llicència: Aquest codi és de domini públic, però em comprareu una cervesa si l’utilitzeu i ens reunim algun dia (llicència de Beerware). Aquest exemple demostra la sortida bàsica a escala. Consulteu l’esbós de calibratge per obtenir el calibration_factor per a la configuració de la cèl·lula de càrrega específica. Aquest codi d'exemple utilitza l'excel·lent biblioteca de bogde: "https://github.com/bogde/HX711" La biblioteca de bogde es publica sota una LLICÈNCIA PÚBLICA GENERAL de GNU L'HX711 fa una cosa bé: llegir les cel·les de càrrega. El tauler de ruptura és compatible amb qualsevol cel·la de càrrega basada en ponts de blat que hauria de permetre a l'usuari mesurar des de pocs grams fins a desenes de tones. Pin Arduino 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND La placa HX711 es pot alimentar de 2,7V a 5V, de manera que la potència Arduino 5V hauria d’estar bé. * / #include "HX711.h" #define calibration_factor -7050.0 // Aquest valor s'obté mitjançant l'esbós SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 escala HX711; configuració nul·la () {Serial.begin (9600); Serial.println ("demostració a escala HX711"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (calibration_factor); // Aquest valor s’obté mitjançant l’esquema scale.tare () de l’esbós de calibració SparkFun_HX711_Calibration. // Suposant que no hi ha cap pes a l'escala a l'inici, restableix l'escala a 0 Serial.println ("Lectures:"); } void loop () {Serial.print ("Lectura:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); //scale.get_units () retorna un flotador Serial.print ("lbs"); // Podeu canviar-ho a kg, però haureu de refer el factor calibration_factor Serial.println (); }