- Components necessaris per construir una escala de pes Arduino:
- Cèl·lula de càrrega i mòdul del sensor de pes HX711:
- Explicació del circuit:
- Explicació de treball:
- Codi d'escala de pesatge Arduino:
Avui construirem una màquina wight Arduino mitjançant la interfície de la cèl·lula de càrrega i el sensor de pes HX711 amb Arduino. Hem vist màquines de pesatge a moltes botigues, on la màquina mostra el pes només col·locant un article a la plataforma de pesatge. Així doncs, aquí estem construint la mateixa màquina de pesatge mitjançant cèl·lules de càrrega i Arduino, amb una capacitat de mesura de fins a 40 kg. Aquest límit es pot augmentar encara més utilitzant la cel·la de càrrega de més capacitat.
El component principal necessari per construir aquesta balança Arduino és un sensor que pot convertir el pes en un senyal elèctric equivalent. Aquest sensor s’anomena cèl·lula de càrrega, de manera que en aquest projecte l’utilitzarem com a sensor de pes Arduino. També hem utilitzat la mateixa cel·la de càrrega en pocs altres projectes, ja que, com ara la màquina de pesatge portàtil Arduino, l’escala de pesatge Raspberry pi, etc., també podeu consultar-les si us interessa.
Components necessaris per construir una escala de pes Arduino:
- Arduino Uno
- Cèl·lula de càrrega (40 kg)
- Mòdul d'amplificador de cel·la de càrrega HX711
- LCD de 16x2
- Connexió de cables
- Cable USB
- Taula de pa
- Perns de femella, marc i base
Cèl·lula de càrrega i mòdul del sensor de pes HX711:
La cèl·lula de càrrega és un transductor que transforma la força o la pressió en sortida elèctrica. La magnitud d’aquesta sortida elèctrica és directament proporcional a la força que s’està aplicant. Les cèl·lules de càrrega tenen un tensímetre, que es deforma quan se li aplica pressió. I, a continuació, el mesurador de tensions genera un senyal elèctric a la deformació a mesura que la seva resistència efectiva canvia a la deformació. Una cèl·lula de càrrega sol estar formada per quatre tensímetres en una configuració de pont de Wheatstone. La cèl·lula de càrrega es presenta en diversos intervals, com ara 5 kg, 10 kg, 100 kg i més, aquí hem utilitzat cèl·lules de càrrega, que poden pesar fins a 40 kg.
Ara, els senyals elèctrics generats per la cèl·lula de càrrega són en pocs milivolts, de manera que cal amplificar-los encara més amb algun amplificador i, per tant, el sensor de pesatge HX711 entra a la imatge. El mòdul del sensor de pesada HX711 té el xip HX711, que és un convertidor A / D d'alta precisió de 24 (convertidor analògic a digital). HX711 té dos canals d'entrada analògica i podem obtenir guanys fins a 128 programant aquests canals. Així, el mòdul HX711 amplifica la baixa producció elèctrica de les cèl·lules de càrrega i, a continuació, aquest senyal amplificat i convertit digitalment s’introdueix a l’Arduino per obtenir el pes.
La cel·la de càrrega es connecta amb l’amplificador de cel·la de càrrega HX711 mitjançant quatre cables. Aquests quatre cables són vermells, negres, blancs i verds / blaus. Pot haver-hi una lleugera variació en els colors dels cables de mòdul a mòdul. A sota dels detalls i diagrama de la connexió:
- RED Wire està connectat a E +
- BLACK Wire està connectat a E-
- WHITE Wire està connectat a A-
- GREEN Wire està connectat a A +
Solució de la cel·la de càrrega amb plataforma i base:
Aquest pas és opcional i podeu posar els pesos directament a la cel·la de càrrega sense plataforma i simplement fixar-la sense fixar-la amb cap base, però és millor fixar-hi una plataforma per posar-hi les coses grans i fixar-la en una base. perquè s’aturés. Per tant, aquí hem de fer un marc o una plataforma per posar les coses per mesurar el pes. També es necessita una base per fixar la cel·la de càrrega sobre ella mitjançant cargols i femelles. Aquí hem utilitzat cartró dur per al marc per col·locar-hi coses i un tauler de fusta com a base. Ara feu les connexions tal com es mostra al diagrama del circuit i ja esteu a punt.
Explicació del circuit:
Les connexions d’aquest projecte són fàcils i l’esquema es presenta a continuació. Els pins LCD de 16x2 RS, EN, d4, d5, d6 i d7 estan connectats amb els pins número 8, 9, 10, 11, 12 i 13 d’Arduino respectivament. Els pins DT i SCK del mòdul HX711 estan connectats directament amb els pins A0 i A1 d’Arduino. Les connexions de les cel·les de càrrega amb el mòdul HX711 ja s’expliquen anteriorment i també es mostren al diagrama de circuits següent.
Explicació de treball:
El principi de funcionament d’aquest projecte de mesura de pes Arduino és fàcil. Abans d’entrar en detalls, primer, hem de calibrar aquest sistema per mesurar el pes correcte. Quan l’usuari l’encengui, el sistema començarà a calibrar-se automàticament. I si l’usuari vol calibrar-lo manualment, premeu el botó. Hem creat una funció void calibrate () amb finalitats de calibració, comproveu el codi següent.
Per al calibratge, espereu la indicació LCD per posar 100 grams sobre la cel·la de càrrega tal com es mostra a la imatge següent. Quan la pantalla LCD mostri "posa 100 g" , posa el pes de 100 g sobre la cel·la de càrrega i espera. Al cap d’uns segons, s’acabarà el procés de calibratge. Després del calibratge, l'usuari pot posar qualsevol pes (màxim 40 kg) sobre la cel·la de càrrega i obtenir el valor de la pantalla LCD en grams.
En aquest projecte, hem utilitzat Arduino per controlar tot el procés. La cèl·lula de càrrega detecta el pes i subministra una tensió analògica elèctrica al mòdul amplificador de càrrega HX711. HX711 és un ADC de 24 bits, que amplifica i converteix digitalment la sortida de la cel·la de càrrega. A continuació, aquest valor amplificat s’alimenta a l’Arduino. Ara Arduino calcula la sortida de l'HX711 i la converteix en valors de pes en grams i la mostra a la pantalla LCD. S'utilitza un polsador per calibrar el sistema. Hem escrit un programa Arduino per a tot el procés, comproveu el codi i la demostració del vídeo al final d’aquest tutorial.
Codi d'escala de pesatge Arduino:
La part de programació d’aquest projecte és una mica complexa per a principiants. En aquest projecte, no hem utilitzat cap biblioteca per a la interfície del sensor de càrrega HX711 amb Arduino. Acabem de seguir el full de dades de HX711 i les notes de l’aplicació. Tot i que hi ha algunes biblioteques presents per a aquest propòsit, on només heu d’incloure aquesta biblioteca i podeu obtenir el pes mitjançant una línia de codi.
En primer lloc, hem inclòs un fitxer de capçalera per a LCD i hem definit els pins per al mateix. I per al polsador també. A continuació, es van declarar algunes variables a efectes de càlcul.
#incloure
Després, hem creat la funció següent per llegir les dades del mòdul HX711 i retornar-ne la sortida.
countless long readCount (void) {recompte llarg sense signar; unsigned char i; pinMode (DT, OUTPUT); digitalWrite (DT, HIGH); digitalWrite (SCK, BAIX); Recompte = 0; pinMode (DT, INPUT); mentre que (digitalRead (DT)); per a (i = 0; i <24; i ++) {digitalWrite (SCK, HIGH); Compte = Compte << 1; digitalWrite (SCK, LOW); if (digitalRead (DT)) Count ++; } digitalWrite (SCK, HIGH); Recompte = Recompte ^ 0x800000; digitalWrite (SCK, LOW); retorn (Recompte); }
Després d'això, hem inicialitzat el LCD i donem adreces als pins d'entrada i sortida en configuració nul·la ().
configuració nul·la () {Serial.begin (9600); pinMode (SCK, OUTPUT); pinMode (sw, INPUT_PULLUP); lcd.begin (16, 2); lcd.print ("Pes"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Mesurament"); retard (1000); lcd.clear (); calibrar (); }
A continuació, en funció de bucle buit () , hem llegit les dades del mòdul HX711 i hem convertit aquestes dades en pes (grams) i les hem enviat a la pantalla LCD.
bucle buit () {count = readCount (); int w = (((count-sample) / val) -2 * ((count-sample) / val)); Serial.print ("pes:"); Serial.print ((int) w); Serial.println ("g"); lcd.setCursor (0,0); lcd.print ("Pes"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print (w); lcd.print ("g"); if (digitalRead (sw) == 0) {val = 0; mostra = 0; w = 0; compte = 0; calibrar (); }}
Abans d’això, hem creat una funció de calibratge en què hem calibrat el sistema col·locant el pes de 100 gm sobre la cel·la de càrrega.
void calibrate () {lcd.clear (); lcd.print ("Calibració…"); lcd.setCursor (0,1); lcd.print ("Si us plau, espereu…"); for (int i = 0; i <100; i ++) {count = readCount (); mostra + = recompte; Serial.println (recompte); }……………….
Aquí hem après la interfície bàsica de la cel·la de càrrega i el sensor de pes HX11 amb Arduino per mesurar els pesos. En els nostres tutorials de text, crearem algunes aplicacions basades en la mesura de pes com el contenidor intel·ligent, la porta automàtica, etc.