Κλίμακα Arduino με 5kg Load Cell και ενισχυτή HX711: 4 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:32

Αυτό το εγχειρίδιο περιγράφει πώς να φτιάξετε μια μικρή ζυγαριά ζύγισης χρησιμοποιώντας εύκολα διαθέσιμα από τα ράφια.

Χρειαζονται ΥΛΙΚΑ:

1. Arduino - αυτός ο σχεδιασμός χρησιμοποιεί ένα τυπικό Arduino Uno, άλλες εκδόσεις ή κλώνοι Arduino θα πρέπει επίσης να λειτουργούν

2. HX711 on board breakout - Αυτό το μικροτσίπ είναι ειδικά κατασκευασμένο για την ενίσχυση των σημάτων από τις κυψέλες φόρτωσης και την αναφορά τους σε άλλο mircocontroller. Οι κυψέλες φορτίου συνδέονται σε αυτόν τον πίνακα και αυτός ο πίνακας λέει στο Arduino τι μετρούν οι κυψέλες φορτίου.

3. Φορτωτική κυψέλη 5 κιλών - Οι κυψέλες φορτίου είναι μεταλλικά μέρη ειδικά διαμορφωμένα με κόλλα κόλλας. Οι μετρητές τάσης είναι αντιστάσεις που αλλάζουν την αντοχή τους όταν κάμπτονται. Όταν το μεταλλικό τμήμα κάμπτεται, η αντίσταση της κυψέλης φορτίου αλλάζει (το HX711 μετρά αυτή τη μικρή αλλαγή στην αντίσταση με ακρίβεια). Μπορείτε να αγοράσετε τόσο το HX711 όσο και το κύτταρο φόρτωσης εδώ:

Εάν αγοράζετε το κιτ παρακαλώ αφήστε μια κριτική! Είναι πραγματικά χρήσιμο για μελλοντικούς αγοραστές.

4. Στιβαρή επίπεδη επιφάνεια τοποθέτησης (x2) - ένα άκαμπτο κομμάτι από σκληρό ξύλο ή μέταλλο είναι ιδανικό.

5. Σύρματα σε διάφορα χρώματα για σύνδεση όλων των εξαρτημάτων

6. Τροφοδοσία για Arduino

Βήμα 1: Τοποθετήστε το κελί φορτίου

Αρχικά θα τοποθετήσουμε την κυψέλη φορτίου. Η βάση σας θα είναι μοναδική, αλλά εδώ είναι οι οδηγίες που πρέπει να ακολουθήσετε:

1. Η κυψέλη φορτίου αλουμινίου πρέπει να έχει 4 οπές και μια ετικέτα που δείχνει την κατεύθυνση της δύναμης. Τοποθετήστε την πλευρά χωρίς την ετικέτα στη σταθερή επιφάνεια και τοποθετήστε την πλευρά με την ετικέτα στην κινούμενη επιφάνεια. Το βέλος στην επισημασμένη πλευρά πρέπει να δείχνει προς τα κάτω προς την κατεύθυνση που θα κινηθεί η πλατφόρμα όταν εφαρμόζεται ένα φορτίο.

2. Η πλάκα στήριξης και η κινούμενη πλάκα πρέπει να είναι και τα δύο όσο το δυνατόν πιο άκαμπτα

3. Βεβαιωθείτε ότι έχετε τοποθετήσει κάποια μορφή άκαμπτων αποστατών μεταξύ των πλακών στήριξης και της κυψέλης φορτίου. Οι στάσεις ή οι ροδέλες λειτουργούν και οι δύο καλά. Ο στόχος είναι ότι οποιαδήποτε δύναμη ασκείται στην κινούμενη πλάκα προκαλεί την κάμψη και τη συστροφή του κυττάρου φορτίου. Χωρίς αποστάτες, το φορτίο θα μεταφερόταν απευθείας από την κινούμενη πλάκα στη σταθερή πλάκα χωρίς να επηρεάζεται η κυψέλη φορτίου.

Βήμα 2: Καλωδίωση των κυψελών φορτίου και HX711

Δείτε το διάγραμμα καλωδίωσης για τον τρόπο σύνδεσης των κυψελών φορτίου, HX711 και Arduino.

Στις κυψέλες φορτίου αλουμινίου, πολλαπλές μετρητές καταπόνησης είναι ήδη συνδεδεμένες μαζί για μια γέφυρα Wheatstone. Το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να συνδέσετε τα καλώδια στην πλακέτα HX711 στον σωστό προσανατολισμό.

Βήμα 3: Προσθέστε τη βιβλιοθήκη HX711 στο Arduino IDE σας

Η βιβλιοθήκη HX711 είναι διαθέσιμη εδώ:

Δείτε αυτόν τον σύνδεσμο στον ιστότοπο Arduino για οδηγίες σχετικά με τον τρόπο προσθήκης της βιβλιοθήκης στο Arduino IDE:

Βήμα 4: Βαθμονόμηση και ζύγιση

Το Sparkfun διαθέτει εξαιρετικά προγράμματα Arduino για την εκτέλεση της κλίμακας. Οι πιο ενημερωμένες εκδόσεις είναι διαθέσιμες στο GitHub και ανατυπώνονται παρακάτω:

Το πρώτο βήμα λογισμικού είναι ο καθορισμός συντελεστών βαθμονόμησης για την κλίμακα. Για να το κάνετε αυτό, εκτελέστε αυτόν τον κώδικα:

/*

Παράδειγμα με τη χρήση του SparkFun HX711 breakout board με μια κλίμακα Από: Nathan Seidle SparkFun Electronics Ημερομηνία: 19 Νοεμβρίου 2014 Άδεια: Αυτός ο κωδικός είναι δημόσιος τομέας, αλλά μου αγοράζετε μια μπύρα αν το χρησιμοποιήσετε και συναντηθούμε κάποτε (άδεια Beerware). Αυτό είναι το σκίτσο βαθμονόμησης. Χρησιμοποιήστε το για να καθορίσετε τον παράγοντα βαθμονόμησης που χρησιμοποιεί το κύριο παράδειγμα. Εξάγει επίσης το μηδενικό_παράγοντα χρήσιμο για έργα που έχουν μόνιμη μάζα στην κλίμακα μεταξύ των κύκλων ισχύος. Ρυθμίστε την κλίμακα σας και ξεκινήστε το σκίτσο ΧΩΡΙΣ βάρος στην κλίμακα Μόλις εμφανιστούν οι ενδείξεις, τοποθετήστε το βάρος στην κλίμακα Πατήστε +/- ή a/z για να ρυθμίσετε τον παράγοντα βαθμονόμησης έως ότου οι ενδείξεις εξόδου να ταιριάζουν με το γνωστό βάρος Χρησιμοποιήστε αυτόν τον παράγοντα βαθμονόμησης στο παράδειγμα σκίτσο Αυτό το παράδειγμα υποθέτει λίρες (λίβρες). Εάν προτιμάτε τα κιλά, αλλάξτε το Serial.print ("lbs"). γραμμή σε κιλά. Ο συντελεστής βαθμονόμησης θα είναι σημαντικά διαφορετικός αλλά θα σχετίζεται γραμμικά με λίβρες (1 λίβρα = 0,453592 κιλά). Ο συντελεστής βαθμονόμησής σας μπορεί να είναι πολύ θετικός ή πολύ αρνητικός. Όλα εξαρτώνται από τη ρύθμιση του συστήματος κλίμακας σας και την κατεύθυνση που οι αισθητήρες εκτρέπουν από μηδενική κατάσταση. Αυτός ο κώδικας χρησιμοποιεί την εξαιρετική βιβλιοθήκη του bogde: "https://github.com/bogde/HX711" η βιβλιοθήκη του bogde κυκλοφορεί υπό μια GNU GENERAL PUBLIC LICENSE Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND Οι περισσότερες καρφίτσες στο Arduino Uno θα είναι συμβατές με DOUT/CLK. Ο πίνακας HX711 μπορεί να τροφοδοτηθεί από 2,7V έως 5V, οπότε η τροφοδοσία Arduino 5V πρέπει να είναι εντάξει. */ #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 HX711 scale? float calibration_factor = -7050; //-7050 δούλεψε για τη μέγιστη ρύθμιση κλίμακας 440lb μου void setup () {Serial.begin (9600); Serial.println ("σκίτσο βαθμονόμησης HX711"); Serial.println ("Αφαίρεση όλου του βάρους από την κλίμακα"); Serial.println ("Αφού ξεκινήσουν οι αναγνώσεις, τοποθετήστε το γνωστό βάρος στην κλίμακα"). Serial.println ("Πατήστε + ή a για να αυξήσετε τον συντελεστή βαθμονόμησης"); Serial.println ("Πατήστε - ή z για μείωση του συντελεστή βαθμονόμησης"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (); scale.tare (); // Επαναφορά της κλίμακας σε 0 long zero_factor = scale.read_average (); // Λάβετε μια βασική ανάγνωση Serial.print ("Συντελεστής μηδέν:"); // Αυτό μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να εξαλείψει την ανάγκη απόσβεσης της κλίμακας. Χρήσιμο σε έργα μόνιμης κλίμακας. Serial.println (zero_factor); } void loop () {scale.set_scale (calibration_factor); // Προσαρμογή σε αυτόν τον συντελεστή βαθμονόμησης Serial.print ("Ανάγνωση:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); Serial.print ("lbs"); // Αλλάξτε το σε kg και επαναπροσαρμόστε τον συντελεστή βαθμονόμησης εάν ακολουθείτε τις μονάδες SI όπως ένα λογικό άτομο 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; }}

Αφού βαθμονομήσετε την κλίμακα, μπορείτε να εκτελέσετε αυτό το δείγμα προγράμματος και, στη συνέχεια, να το σπάσετε για δικούς σας σκοπούς:

/*

Παράδειγμα με τη χρήση του SparkFun HX711 breakout board με μια κλίμακα Από: Nathan Seidle SparkFun Electronics Ημερομηνία: 19 Νοεμβρίου 2014 Άδεια: Αυτός ο κωδικός είναι δημόσιος τομέας, αλλά μου αγοράζετε μια μπύρα αν το χρησιμοποιήσετε και συναντηθούμε κάποτε (άδεια Beerware). Αυτό το παράδειγμα δείχνει την έξοδο βασικής κλίμακας. Δείτε το σκίτσο βαθμονόμησης για να λάβετε το calibration_factor για τη συγκεκριμένη ρύθμιση της κυψέλης φορτίου. Αυτό το παράδειγμα κώδικα χρησιμοποιεί την εξαιρετική βιβλιοθήκη του bogde: "https://github.com/bogde/HX711" η βιβλιοθήκη του bogde κυκλοφορεί με μια GNU GENERAL PUBLIC LICENSE Το HX711 κάνει ένα καλό πράγμα: διαβάζει κελιά φορτίου. Ο πίνακας διάσπασης είναι συμβατός με οποιοδήποτε κύτταρο φορτίου με βάση τη γέφυρα από σιτάρι, το οποίο θα επιτρέπει στον χρήστη να μετράει τα πάντα, από μερικά γραμμάρια έως δεκάδες τόνους. Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND Ο πίνακας HX711 μπορεί να τροφοδοτηθεί από 2,7V έως 5V, οπότε η τροφοδοσία Arduino 5V πρέπει να είναι εντάξει. */#include "HX711.h" #define calibration_factor -7050.0 // Αυτή η τιμή λαμβάνεται χρησιμοποιώντας το σκίτσο SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 HX711 scale? void setup () {Serial.begin (9600); Serial.println ("demo κλίμακας HX711"); scale.begin (LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale (calibration_factor); // Αυτή η τιμή λαμβάνεται με τη χρήση της κλίμακας σκίτσο SparkFun_HX711_Calibration.tare (); // Υποθέτοντας ότι δεν υπάρχει βάρος στην κλίμακα κατά την εκκίνηση, επαναφέρετε την κλίμακα στο 0 Serial.println ("Αναγνώσεις:"). } void loop () {Serial.print ("Ανάγνωση:"); Serial.print (scale.get_units (), 1); //scale.get_units () επιστρέφει ένα float Serial.print ("lbs"); // Μπορείτε να το αλλάξετε σε kg, αλλά θα πρέπει να επαναδιαμορφώσετε τον calibration_factor Serial.println (); }