Тензодатчик к Ардуино: подключение HX711 для определения веса

Содержание
  1. Зачем все это необходимо
  2. Виды и сфера применения
  3. Принцип работы тензодатчика
  4. Тензодатчики веса
  5. hx711 arduino: пример того что можно сделать, описание
  6. Описание модуля
  7. Характеристики и распиновка 711 модуля
  8. Пример использования модуля
  9. Тензодатчик на 10 кг
  10. Тензодатчик на 1кг
  11. Тензодатчик на 20 кг
  12. Тензодатчик на 5 кг
  13. Тензодатчик на 50 кг
  14. Преимущества и недостатки тензодатчиков
  15. Подробнее о датчиках:
  16. Схема устройства и подключения мостового датчика к микросхеме HX711:
  17. Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:
  18. Характеристики оборудования, его настройка, примечания
  19. Тензодатчик. Принцип работы, характеристики
  20. Определение маркировки проводов тензодатчика без документации
  21. Схемы соединения и скетчи
  22. Соединение с единичным датчиком полумоста
  23. Соединение с четырьмя полумостовыми тензодатчиками
  24. Соединение с одним мостовым тензодатчиком
  25. Работаем с модулем АЦП HX711 для тензодатчика
  26. Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса
  27. Весы на arduino и калибровка тензодатчика с HX711
  28. Подключение к arduino:
  29. Софт:
  30. Калибровка тензодатчика:
  31. Библиотека HX711.h
  32. Подключение модуля HX711 к плате Arduino
  33. Тензодатчик и НХ711
  34. Проект электронных весов с управлением и экраном
  35. Как подключить тензодатчик к весовому терминалу

Зачем все это необходимо

Вышеупомянутый комплект позволяет создать систему на основе микроконтроллера, определяющего давление или вес на поверхности чувствительного элемента. Подобная конструкция имеет практическое применение в курятниках, когда время от времени взвешивается пролет живых цыплят или уток. Для проведения процедуры в Агросекторе предусмотрен узкий коридор передвижения особей с датчиком прохождения агрегата и площадкой для определения массы. Помимо названной ниши, точность прибора позволяет использовать его в торговле, соединяя весы, разработанные на основе тензодатчиков, с кассовым аппаратом или компьютером-посредником, который ведет учет.

эти весы также сделаны на базе Arduino

Также прибор будет полезен пчеловодам: соединив весы с передатчиком Bluetooth или модемом GSM, можно проверять «табличку» веса пчел в разное время года. Достаточно знать чистую массу улья. Все, что выше, будет воск, пчелы и мед.



Виды и сфера применения

Для начала разберемся с принципом работы тензодатчиков. Когда на тело действуют внешние силы, оно деформируется, противодействуя приложенной силе. Деформация корпуса датчика влияет на измерительный элемент тензодатчика. В результате устройство генерирует электрический сигнал, считывая который, система обработки выдает результат измерения. Но для чего нужен этот тип устройства?

Тензодатчики используются для:

  • Измерения веса. В этом случае, в зависимости от конструкции единицы измерения, они могут использоваться для сжатия или растяжения. Следовательно, их цель — измерять вес на платформах (например, на весах в магазинах) или на подвеске (кран и т.д.).
  • Измерения давления. Например, в газовых и жидкостных трубах.
  • Измерения крутящего момента (на автомобильных двигателях или станках).
  • Определения ускорения.
  • Контроль на ходу.

По типу измерительного элемента и принципу действия тензодатчики делятся на:

  • Тензорезистивный.
  • Пьезоэлектрический.
  • Оптическая поляризация.
  • Оптическое волокно.
  • Пьезорезистивный.

Конструктивные особенности тензодатчика определяют, где он используется, поскольку конструкция определяет наличие монтажных отверстий и векторы возможного приложения сил, соответственно, сам процесс измерения. С точки зрения формы тензодатчики также бывают разных типов:

  1. Консоль. Назначение таких устройств — измерение количества веществ в дозаторах, конвейерных лентах, платформах, бункерах и напольных весах.
  2. Цилиндрический. Они используются для взвешивания вагонов, автомобилей, цистерн и контейнеров, где необходимо измерять большой вес.
  3. S-образный, тяговый, подходит для измерения веса, поднимаемого краном и другими подобными конструкциями.

На практике тензодатчики могут изготавливаться самых разных конструкций.



Принцип работы тензодатчика

В общем, на рынке есть три типа тензодатчиков. Емкостные, на основе пьезоэлементов и упругих резисторов Уитстона. Для последних в фамилии указывается не марка модели, а имя изобретателя.

В любом случае работа датчика основана на изменении характеристик элемента при деформации. У емкостных соответственно увеличивается или уменьшается энергоемкость детали, у пьезокристаллических меняется сквозной ток, а у резистивных — регулируют сопротивление участка цепи. Поскольку последние в списке самые доступные, о них и пойдет речь в теле статьи.

Датчики этого типа доступны на рынке в полумостовой и мостовой версиях. Основное отличие состоит в том, что первый можно наносить отдельно на одной и той же линии. А если точнее, включение 4-х полумостовых датчиков в конструкцию одной лестницы даст большую точность, чем два полноразмерных.

По внешнему виду тензодатчик Arduino выглядит как какая-то алюминиевая планка с крепежными отверстиями. По его краям видны размещенные там тонкопленочные резисторы, на которых фактически размещается платформа с грузом. Количество съездов — 3 для полупромощных и 4 для сплошных. Две линии используются для питания, остальные — для передачи аналоговой информации на исполнительное устройство.

мостовой датчик

Максимально допустимый вес груза обычно указывается на одном из краев.

Тензодатчики веса

В первую очередь, это весовые датчики. Будь то прикроватные весы в спальне людей, сидящих на диете, неизменные электронные атрибуты современных магазинов, системы взвешивания грузовиков на строительных площадках или балочные весы, тензодатчики незаменимы. В настоящее время ассортимент весоизмерительных датчиков настолько широк, что любой заинтересованный потребитель может легко подобрать комплектацию, необходимую для его конкретного случая. Остановимся на различных конструктивных вариантах промышленных весоизмерительных датчиков.

Весоизмерительные ячейки, схема подключения, принцип работы

Консольные устройства в алюминиевой или стальной конструкции. Диапазон весовых нагрузок этих устройств достаточно велик, а разнообразие вариантов жилищных решений позволяет использовать их во многих сферах дома и дома.

Датчики нагрузки стальные типа «бочка» или «шайба». Они обладают хорошими показателями по герметичности и защите устройства от внешних воздействий. Это также относится к материалу оболочки и изоляции электрического кабеля.

Журналы веса связки. Область применения — измерение весовых нагрузок на конструкции мостов и платформ. Регистрируют деформации изгиба и сдвига. Зафиксировать натяжение креплений помогут тензодатчики на натяжке, а допустимость подвешенного груза на строительной площадке S-образная.

hx711 arduino: пример того что можно сделать, описание

В этой статье мы рассмотрим модуль Arduino hx711, примером которого будет создание весов на Arduino.

Описание модуля

Недостаточно купить стандартный микроконтроллер Arduino и написать пару строк кода, чтобы считаться инженером. Когда вам надоест играть со светодиодами и делать простые замки с одним-двумя датчиками, придется переходить к более практичным и полезным проектам в повседневной жизни.

Это могут быть как автоматизированные системы, так и теплица, и полноценные электронные весы, которые вы можете сделать своими руками.

Давайте разберемся, что это за модуль и какие функции он выполняет в системе.

Для Arduino существует десяток различных модулей и чипов, которые могут расширить функциональность МК. И условно их можно разделить на три группы:

  1. Датчики и аналогичные модули. В эту группу входят все микросхемы, предназначенные для измерения любого параметра окружающей среды и преобразования его в электронный сигнал. Это датчики, которые позволяют вам измерять вес, обнаруживать звуковые волны, когда вы хлопаете в ладоши или получаете удар о поверхность. Без них большинство проектов и систем в современном мире просто не могло бы существовать. Так что, по сути, их можно сравнить с преобразователями внешних сигналов, которые переводятся во внутренние.
  2. Чипы и микроконтроллеры, расширяющие стандартные возможности Arduino. Они могут, например, добавить постоянную или произвольную память, разрешить параллельное подключение нескольких источников питания. По большей части они влияют на программную часть системы, в то время как датчики и адаптеры напрямую модифицируют аппаратное обеспечение. Их можно использовать, если вы не хотите паять больше микроконтроллеров, но для выполнения расчетов недостаточно ресурсов.
  3. Адаптеры и аксессуары для усиления сигнала. Именно им принадлежит hx711, который усиливает сигнал с датчика веса и преобразует его в цифровой, который может воспринимать Arduino. Между предыдущим и этим пунктами есть небольшая линия, которую часто перечеркивают и объединяют в один класс. Однако, если «расширения» касаются именно программной части, различные адаптеры позволяют улучшить аппаратную часть.

Есть и комбинированные разновидности, например, слот для флешки, для расширения постоянного хранилища стандартными физическими носителями.

Итак, мы выяснили, что hx711 — это 24-битный АЦП, необходимый для установки тензодатчиков и весов в Arduino. Однако он подходит только для простых систем Arduino, где требуются точные показания самих тензодатчиков.

Ранее мы упоминали о возможности создания с его помощью весов, но на самом деле необходимо снимать именно показания силы давления, что дает возможность адаптировать этот чип и к другим системам.

Так, с его помощью можно создавать различные устройства для измерения прочности сервоприводов в 3D-принтерах и специальные датчики для тестирования продукции.

В коробке HX711 разобран и состоит из контактов, которые не припаяны к плате. В результате при необходимости пользователь может путем пайки их соединить, а если нет, то никто не запрещает подключать связь напрямую через клеммы, дабы сэкономить место, занимаемое микросхемой в проекте.

Кроме того, микросхема подключается к одним и тем же датчикам через мостовую схему и к МК, являясь промежуточным звеном между ними. В этом случае мы рассматриваем возможность подключения к Arduino, но на самом деле подойдет любой микроконтроллер, который вам удобнее программировать. Никаких аппаратных ограничений в этом плане нет.

Характеристики и распиновка 711 модуля

Сама микросхема имеет несколько разъемов для подключения датчиков и микроконтроллеров и для питания соответственно. J1 — это разъем для подключения датчиков, но для подключения их питания нужны E + и E, в то же время JP2 нужен для подключения микросхемы к микроконтроллеру Arduino и последующей подачи питания через него.

Также есть несколько выводов, необходимых для измерения различных системных данных: от напряжения, подаваемого на устройство, до частоты передачи данных. И, конечно же, плата имеет распределенный интерфейс по IIC или I2C. Все это стоит изучить, прежде чем приступать к прямой сварке.

На канале А можно установить коэффициенты усиления сигнала с датчиков, бывают двух типов: 64 и 128 крат. Это позволит измерить десятые доли килограмма, приходящиеся на тензодатчики. Сам чип способен потреблять энергию не только напрямую от Arduino, но и от внешних источников через дополнительный подключенный источник питания.

Само собой разумеется, что вместо Arduino может быть любой понравившийся контроллер. Напряжение платы может выдерживать от 2,6 до 5,5 Вольт соответственно, это следует учитывать, если вас беспокоит необходимость припайки резисторов к конструкции.

Пример использования модуля

Примеры использования этого чипа уже частично описаны выше. Стоит более подробно рассмотреть наиболее популярные решения:

  1. Масштабируйте до hx711, о чем мы поговорим ниже. Система здесь довольно простая: она состоит из сенсора, микроконтроллера и самой микросхемы. Логика построения кода и самого проекта также проста, нужно лишь связать все это последовательно и в правильном порядке. Конечно, помимо всего вышеперечисленного, стоит купить интерфейс, который будет отображать полученные данные. Или специальный модуль bluetooth, позволяющий подключить систему к смартфону и смотреть всю информацию прямо на нем. Все зависит от того, каким вы видите проект сами. Кроме того, для большего усиления сигнала при необходимости к повторителю можно подключить больше микросхем.
  2. Датчики на различных устройствах, от 3D-принтера до специальных устройств для тестирования продукции. Чип предоставляет точные данные о давлении и уже через формулы в коде преобразует их в килограммы веса. Следовательно, если вам нужно измерить силу, просто примените соответствующие алгоритмы преобразования единиц измерения, и у вас на руках будет совершенно другое устройство. Сфера его применения зависит исключительно от фантазии инженера, но очень часто такие датчики используются в 3D-принтерах по понятным причинам.

Тензодатчик на 10 кг

Тензодатчик представляет собой простую упругую конструкцию, на которой закреплен тензодатчик, сопротивление которого составляет…

400 с.

Весоизмерительная ячейка на 1 кг

Тензодатчик на 1кг

Тензодатчик представляет собой простую упругую конструкцию, на которой закреплен тензодатчик, сопротивление которого составляет…

400 с.

Весоизмерительная ячейка на 20 кг

Тензодатчик на 20 кг

Тензодатчик представляет собой простую упругую конструкцию, на которой закреплен тензодатчик, сопротивление которого составляет…

400 с.

Весоизмерительная ячейка 5 кг

Тензодатчик на 5 кг

Тензодатчик представляет собой простую упругую конструкцию, на которой закреплен тензодатчик, сопротивление которого составляет…

400 с.

Весоизмерительная ячейка на 50 кг

Тензодатчик на 50 кг

Датчик нагрузки представляет собой простую эластичную конструкцию с прикрепленным тензодатчиком, сопротивление…

250 стр.

Преимущества и недостатки тензодатчиков

Тензодатчики широко используются благодаря своим свойствам:

  • возможность монолитного соединения тензодатчика с исследуемой деталью;
  • небольшая толщина измерительного элемента, обеспечивающая высокую точность измерения с погрешностью 1-3 %;
  • простота фиксации, как на плоских, так и на криволинейных поверхностях;
  • возможность измерения переменных динамических деформаций с частотой до 50 000 Гц;
  • возможность проведения измерений в суровых условиях окружающей среды в диапазоне температур от -240 до + 1100˚С;
  • возможность измерения параметров одновременно в нескольких точках деталей;
  • возможность измерения деформации объектов, находящихся на большом удалении от тензометрических систем;
  • возможность измерения деформаций при перемещении (вращении.

Из недостатков следует отметить:

  • влияние метеорологических условий (температуры и влажности) на чувствительность датчиков;
  • незначительные колебания сопротивления измерительных элементов (около 1%) требуют применения усилителей сигнала.
  • когда тензодатчики работают в условиях высоких температур или агрессивных сред, необходимы специальные меры для их защиты.

Подробнее о датчиках:

Тензодатчики предназначены для создания на их основе весов, датчиков давления или датчиков пределов.

В основе их конструкции — тонкопленочные резисторы, которые при деформации меняют свое сопротивление.

Есть 2 версии этих датчиков:

Схема устройства и подключения мостового датчика к микросхеме HX711:

Схема устройства и подключения полу-мостового датчика к микросхеме HX711:

Также следует отметить, что показания тензодатчика зависят от температуры окружающей среды — при разных температурах показания могут отличаться. Помните об этом и используйте «тару» (обнуление значений датчика) каждый раз при резких изменениях температуры. Если предполагается, что датчик работает с разницей температур в известном диапазоне, можно использовать один из датчиков температуры и создать таблицу зависимости калибровочного коэффициента (Calibration_factor) от температуры.

Характеристики оборудования, его настройка, примечания

Здесь стоит начать прямо с аналого-цифрового преобразователя, а именно с промежуточной платы между Arduino и тензодатчиками — HX711:

  • Частота обработки входного сигнала: от 10 до 80 раз в секунду.
  • Источник питания: 2,5-5,5 В при 10 мА.
  • Минимальное входное напряжение: ~ 40 мВ
  • Количество каналов: 2
  • Входное усиление A: 64, 128
  • Входное усиление B: 32
  • Ширина выходного канала: 24 бита.
  • Ширина по длине стола: 21 × 34 мм

Основное назначение устройства — преобразование величины входного тока в двоичный формат. Кроме того, чувствительность устройства напрямую зависит от установленного режима усиления линии:

Коэффициент Пиковый ток
32 ± 80 мА
64 ± 40 мА
238 ± 20 мА

В случаях, когда на вход АЦП подается ток ниже нижнего предела диапазона, на его выходе будет выдано 800000h, а на выходе — 7FFFFFh, если выше верхнего.

К сожалению, у преобразователя HX711 есть проблемы. Например, точность его работы сильно зависит от температуры окружающей среды. Кроме того, даже в нормальном режиме определенные аналоговые значения изменяются. То есть результирующие коды все время «выполняются» в довольно жестких пределах:

Один из немногих практических советов для таких случаев, обнаруженных через Интернет, — использовать ровно 5 В для источника питания по отношению к датчикам и самому АЦП, а также снизить частоту обнаружения до 10 Гц. Именованная плата использует сетевые фильтры на входе и рекомендую в проектах больше внимания уделять каналу Б: он менее шумный. Кроме того, хорошим стабилизатором показаний будет опрос 10 значений и средний вывод. По желанию можно применить сборки на базе АЦП HX710A. Указанный преобразователь также оснащен датчиком температуры, который корректирует выходные данные.

Конвертер подключается к Arduino через четыре контакта, два из которых являются источником питания, а остальные используются для передачи данных:

Ардуино HX711
VCC
GND GND
DT Цифровой выход
SCK Цифровой выход

Как только аналого-цифровой преобразователь для Arduino будет готов, давайте перейдем к характеристикам, которыми обладают сами тензодатчики:

полуэтаж:

  • Критическая измеряемая масса: 50 кг.
  • Размеры: 9 х 34 х 34 мм.

Пол тензодатчика моста имеет три провода, соединяющие его с HX711. Классически они имеют следующее цветовое разделение:

Контакт Цвет
А+ Белый
А ТАКЖЕ- Чернить
E+ Красный

Мост:

  • Ограничение по весу: 1-20 кг.
  • Размеры: 14 × 14 × 80,5 мм.

Мостовой извещатель имеет четыре выходных контакта со следующей цветовой дифференциацией:

Контакт Цвет
А+ Белый
А ТАКЖЕ- Чернить
E+ Красный
А- Зеленый

Оба типа резистивных извещателей имеют монтажные отверстия под болты M4 / 5.

схема

Тензодатчик. Принцип работы, характеристики

Модуль взвешивания состоит из самого тензодатчика, который интегрирован в прочную конструкцию. Микросхема HX711 предназначена для усиления сигнала тензодатчика и передачи данных на микроконтроллер. После калибровки модуля можно рассчитать степень деформации тензометрического датчика по изменению его сопротивления и рассчитать силу, приложенную к конструкции (весу).

Рабочий элемент модуля — тензодатчик (полый на гибкой подложке), который приклеивается к измеряемому объекту. При деформации сопротивление резистора изменяется и, следовательно, изменяется сигнал. Если вы откалибруете модуль и соберете надежный масштабный проект Arduino, вы сможете получить хорошую точность. Учтите, что сам датчик может быть рассчитан на разный вес, от 2 кг и более.

Определение маркировки проводов тензодатчика без документации

Если у вас нет описания тензодатчика, вы можете использовать обычный мультиметр для определения маркировки проводов, при условии, что датчик аналоговый, а не цифровой.

Подключение нескольких тензодатчиков с помощью распределительной коробки (балансировка

Как подключить несколько тензодатчиков с помощью балансира, можно увидеть в видео

Заземление и экранирование при подключении тензодатчика.

Если датчики подключены параллельно, то необходимо не забыть соединить экранирующие оплетки кабелей между собой через соответствующий клеммный контакт в распределительной коробке, и сразу же заземлить их вместе с корпусом коробки. Общий кабель от распределительной коробки к устройству также должен быть заземлен на ОДНОЙ стороне, как описано выше, во избежание образования «заземляющего» кольца, предпочтительно вблизи входа измерительного устройства, то есть заземления на сторона приемника.

На кабеле датчика, прямо над изоляцией, на расстоянии 4-5 см от клеммы счетчика, рекомендуется прикрепить ферритовый фильтр для блокировки различных фоновых шумов, возникающих в мастерской. Эти фильтры предназначены для кабелей разного диаметра. Желательно установить фильтры на других длинных линиях, например RS-485, на приемном и передающем устройстве. Если индуктивность фильтра недостаточна для надежного снижения уровня помех, такие фильтры могут быть включены последовательно на небольшом расстоянии друг от друга, тем самым увеличивая индуктивность до необходимого уровня.

Схемы соединения и скетчи

Сами тензодатчики подключаются по схеме в зависимости от их типа — полумостовые или мостовые, а также от общего количества чувствительных элементов. Плата HX711 имеет два аналоговых входа, поэтому к АЦП можно подключить четыре полудетектора или два полных детектора.

Соединение с единичным датчиком полумоста

схема 2

Соединение с четырьмя полумостовыми тензодатчиками

схема 3

В связи с тем, что в схемах с участием HX711 важным фактором является только физическое подключение чувствительных элементов, отличия от предыдущего скетча в получении показаний нет.

Соединение с одним мостовым тензодатчиком

схема 4

Работаем с модулем АЦП HX711 для тензодатчика

Модуль HX711 содержит специальный АЦП для удобного подключения к Arduino и другим платформам тензодатчиков, состоящий из четырех тензодатчиков, соединенных по мостовой схеме. Автор Arduino Project Hub под ником ElectroPeak объясняет, как использовать этот модуль. Лицензия — GPL версии 3 или более поздней по вашему выбору, за исключением иллюстраций, указывающих на другие лицензии.

Перед началом любых экспериментов вам необходимо скачать эту библиотеку. Теперь рассмотрим, как работает тензодатчик, подключенный к модулю АЦП:

Работаем с модулем АЦП HX711 для тензодатчика

Сенсорные кабели имеют цветовую маркировку:

Красный — плюсовое питание Черный — минусовое питание Белый — минусовой выход Зеленый — плюсовой выход

А это распиновка модуля АЦП, к нему можно подключить до двух тензодатчиков, распараллелив их питание:

В следующей таблице показано, как подключить датчик к АЦП, а это, в свою очередь, к Arduino:

Вот как выглядит программа Fritzing:

Датчик необходимо приклеить к нагруженной конструкции, как показано ниже, с учетом направления приложения силы к нему:

После сборки схемы калибруем датчик:

Для этого снимаем нагрузку с датчика, запускаем монитор последовательного порта и рисуем. Когда показания отобразятся, загрузите датчик известным весом. Используйте кнопки + и — или A и Z, чтобы сбросить показания на реальное значение нагрузки. Результатом будет калибровочный коэффициент, который потребуется для дальнейших экспериментов.

Теперь давайте добавим дисплей к предыдущей схеме, что, впрочем, не обязательно, так как и без него серийный монитор снова поможет.

Замените полученный ранее коэффициент калибровки в следующем эскизе, и шкала готова. Они не подходят в качестве коммерческих или контрольных, так как не прошли сертификацию и проверку. Но как приготовить, пожалуйста. С помощью кнопки T монитора серийного номера можно установить вес тары.

Другой эскиз позволяет реализовать динамометр. Единственная разница в единицах измерения: ньютоны вместо граммов. Здесь также необходимо указать калибровочный коэффициент, полученный по первому эскизу, и также можно учесть вес тары.

Теперь на основе предложенных примеров можно реализовывать более сложные проекты, например строить графики изменения усилий в нескольких точках в реальном времени, что довольно часто требуется в экспериментах. Следует помнить, что модуль поддерживает до двух тензодатчиков, а модулей может быть столько, сколько имеется достаточных входов для Arduino.
Источник

Схема подключения тензодатчиков к индикатору веса

На первый взгляд, подключение тензодатчика к индикатору веса кажется простой операцией, но неправильное подключение может привести к снижению точности измерения или неправильной работе системы взвешивания. Весоизмерительные ячейки различных производителей имеют 4- или 6-проводный кабель для подключения к индикатору взвешивания.

Ниже приведены схемы подключения этих двух типов весоизмерительных ячеек:

В большинстве промышленных систем взвешивания используются несколько тензодатчиков, и в этом случае они должны быть подключены параллельно. Обычно это соединение осуществляется не простым скручиванием, а с помощью специальных распределительных коробок. Кроме того, некоторые модели таких боксов позволяют «регулировать» сопротивление датчиков друг другу, например балансировать систему из нескольких датчиков.

Датчики веса поставляются с кабелем определенной длины. При удлинении соединительного кабеля учтите, что это может привести к снижению точности измерения. Кроме того, при изменении длины кабеля выполните повторную калибровку индикатора веса, к которому подключен тензодатчик.

Весы на arduino и калибровка тензодатчика с HX711

Arduino масштабируется с помощью модуля HX711 и датчика веса.

Весы состоят из двух частей, тензодатчика и модуля на микросхеме HX711. HX711 — это аналого-цифровой преобразователь с 24-битной шкалой, к которому подключен тензодатчик.

Подключение к arduino:

Подключение тензодатчика Arduino через hx711 и использование
Модуль может быть подключен к любым двум выходам Arduino, в этом случае он подключен к двум аналоговым входам, но они функционируют как цифровые.

Софт:

Библиотеку для работы с HX711 можно скачать здесь.

Калибровка тензодатчика:

  • Процесс калибровки показан на видео:
  • Код из видео для калибровки:

Библиотека HX711.h

Все вышесказанное описывает лишь несколько команд, управляющих HX711. Ниже представлен полный список с расшифровкой. Напомним, что плагин инициализируется следующим образом: #define DT A0 #define SCK A1 #include «HX711.h» HX711 scale; // структура, через которую будет проходить вызов

Прочие процедуры:

Имя Параметры по порядку На выходе Описание
начинать() A1 — выход Arduino, где DT,
A2 — штифт SCK,A3 — разрядность сенсора 32 (B), 64 или 128 (A). 128 по умолчанию
Ничего такого Инициализация
готово() Ничего такого Верно — готово, ложно — не готово Тест статуса АЦП
set_gain() 32.64.128 Ничего такого Настройка значения усиления
свет() Ничего такого Исходное значение АЦП Возвращает «чистый» ответ HX711 без корректирующей информации
average_reading() Сколько образцов сделать Возвращает среднее значение отобранных проб (унции) Получить усредненные данные
get_value() Сколько образцов сделать Средний выходной вес (унции) без упаковки Получите правильное значение без веса упаковки
get_units() Сколько образцов сделать Средняя скорректированная масса (унция) Возвращает массу, включая значения упаковки и поправки.
Тара() Сколько образцов сделать Вес упаковки (унция) Получение веса упаковки
set_scale() Коэффициент Ничего такого Установка значения коррекции
get_scale() Ничего такого Имея в виду Получить текущее значение, заданное set_scale()
set_offset() Вес (унция) Ничего такого Ручная установка веса упаковки
Get_offset() Ничего такого Вес (унция) Запрос на установку параметра упаковки вручную
выключить() Ничего такого Ничего такого Уложите HX711 в спящий режим
включить() Ничего такого Ничего такого Выход модуля АЦП из «сна»

Подключение модуля HX711 к плате Arduino

Модуль HX711 имеет два разъема, J1 и J2 (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Модуль Arduino HX711

Назначение контактов разъема JP1:

  • E +, E- источник питания весоизмерительных датчиков;
  • A-, A + дифференциальный вход канала A;
  • B-, B + дифференциальный входной канал B.

Назначение контактов разъема JP2:

  • VCC — напряжение питания;
  • GND — общий контакт;
  • ДТ — линия передачи данных;
  • SCK — линия синхронизации.

Схема подключения модуля HX11, тензодатчика и платы Arduino показана на рис.2.

Рисунок 2. Схема подключения модуля HX711, тензодатчика и платы Arduino

Тензодатчик и НХ711

Микросхема HX711 представляет собой 24-битный аналого-цифровой преобразователь со встроенным малошумящим операционным усилителем. Мультиплексор позволяет выбрать один из двух доступных входных каналов. Канал A имеет выбор программируемого усиления, который может составлять 64 или 128. Канал B работает с предварительно установленным коэффициентом усиления 32.
В микросхему встроен стабилизатор напряжения, что исключает необходимость во внешнем стабилизаторе. На вход синхронизации может подаваться любой импульсный сигнал от внешнего источника; в то же время АЦП допускает работу от встроенного генератора.

Основные технические характеристики НХ711:

  • Возможности АЦП — 24 бит
  • Коэффициент усиления на входе A — 64 или 128
  • Коэффициент усиления на входе B — 32
  • Частота измерения — 10 или 80 раз в секунду
  • Напряжение питания — 2,6-5,5 В
  • Потребление тока — менее 10 мА
  • Входное напряжение — ± 40 мВ

На плате АЦП имеется два разъема — J1 и JP2, которые имеют следующие обозначения:

  • J1 E -, E + питание тензорного моста
  • A -, A + дифференциальный вход, канал A
  • B -, B + дифференциальный вход канала B
  • JP2
  • DT, SCK — шина данных
      GND, источник питания VCC

Проект электронных весов с управлением и экраном

От простых схем перейдем к более сложным и функциональным. Готовое решение для дизайна электронных весов с кнопками управления и жидкокристаллическими дисплеями. Тебе понадобится:

Имя Количество
Arduino UNO 1
0,96 Oled-дисплей с интерфейсом I2C 1
Резисторы 10кОм 4
Тактильные кнопки 4
Плата HX711 1

Подключение тензодатчиков к HX711 осуществляется по одной из схем, описанных выше, в остальном используются следующие подключения:

планируемый внешний вид объекта



Как подключить тензодатчик к весовому терминалу

Большинство тензодатчиков поставляются с документацией, в которой указывается цветовая кодировка проводов, идущих от них, и их назначение. 4-проводные тензодатчики, судя по названию, имеют 4 линии подключения:

Эти две линии являются цепями питания, а две — выходным сигналом датчика. Для правильной работы необходимо подать напряжение питания на линии + EXC и –EXC, в соответствии с техническими характеристиками датчика, обычно оно составляет от 5 до 12 вольт. После включения напряжение на сигнальных линиях SIG изменяется, и это изменение должно быть зарегистрировано с помощью устройства взвешивания.

На рисунке показана схема подключения четырехпроводного тензодатчика на примере датчика Zemic и весового устройства KV-001.

Некоторые тензодатчики могут иметь шесть, а не четыре соединительных кабеля. Две дополнительные линии называются линиями обратной связи и помечены как SENSE. Эти две дополнительные линии позволяют компенсировать потери в длинных кабелях. Как видно из рисунка выше, в случае подключения четырехпроводного тензодатчика функция компенсации утечки не используется, и для подключения тензодатчика к прибору необходимо использовать перемычки.

Четырехпроводные тензодатчики лучше всего использовать на небольших расстояниях передачи сигнала. Шестипроводные датчики, благодаря линиям обратной связи, имеют более высокую точность и могут использоваться на больших расстояниях, поскольку эти две дополнительные линии позволяют компенсировать потери в длинных кабелях.

На рисунке показана схема подключения шестипроводного тензодатчика на примере датчика Zemic и весового устройства KV-001.

Оцените статью
Блог про Arduino
Adblock
detector