Bilancia di tensione Arduino con cella di carico per bagagli da 40 kg e amplificatore HX711: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 09:59

Questo Instructable descrive come creare una scala di tensione utilizzando parti prontamente disponibili sullo scaffale.

Materiale necessario:

1. Arduino: questo design utilizza un Arduino Uno standard, anche altre versioni o cloni di Arduino dovrebbero funzionare

2. HX711 su breakout board - Questo microchip è realizzato appositamente per amplificare i segnali dalle celle di carico e riportarli a un altro microcontrollore. Le celle di carico si collegano a questa scheda e questa scheda dice ad Arduino cosa misurano le celle di carico.

3. Cella di carico a trazione (40 kg) con staffe. Ci sono 2 opzioni per ottenere uno di questi. Puoi acquistarne uno già fatto (facile), oppure puoi smontare una bilancia digitale per bagagli economica e rimuovere la cella di carico (più difficile ma potresti già averne una in giro). Puoi acquistarne uno già realizzato con un HX711 qui:

Se acquisti il kit lascia una recensione! È davvero utile per i futuri acquirenti.

4. Hardware di montaggio. A seconda dell'applicazione, potrebbero essere funi, viti, fascette, qualsiasi cosa per fissare le staffe alla forza che si desidera misurare.

5. Fili in vari colori per il collegamento di tutte le parti

6. Alimentazione per Arduino

Passaggio 1: montare la cella di carico

Per prima cosa montiamo la cella di carico. La tua montatura sarà unica, ma ecco le linee guida che devi seguire:

1. La cella di carico in acciaio è una piastra con estensimetri incollati al centro. La cella di carico misura la forza rilevando quanto si piega la cella di carico.

2. Le staffe si fissano attraverso i fori alle estremità della trave della cella di carico. Le staffe sono sagomate in modo che la forza di trazione venga applicata al centro della trave della cella di carico. A causa della loro forma e della posizione di fissaggio, la trave della cella di carico si piega quando le staffe vengono tirate.

3. Agganciare le staffe a ciò che si desidera misurare. È meglio farlo con qualcosa che può muoversi liberamente (come catena, ganci, spago forte o fascette). Si desidera che la cella di carico e il gruppo staffa siano in grado di centrarsi nella direzione del carico in modo che la misurazione sia accurata.

Passaggio 2: cablare la cella di carico e HX711

Vedere lo schema elettrico per come collegare le celle di carico, HX711 e Arduino.

Sulle celle di carico tipo bagagli come quella mostrata, più estensimetri sono già collegati insieme per un ponte di Wheatstone. Tutto quello che devi fare è collegare i fili alla scheda HX711 con l'orientamento corretto.

Passaggio 3: aggiungi la libreria HX711 al tuo IDE Arduino

La libreria HX711 è disponibile qui:

Vedi questo link sul sito web di Arduino per istruzioni su come aggiungere la libreria al tuo IDE Arduino:

Passaggio 4: calibrare e pesare

Sparkfun ha ottimi programmi Arduino per eseguire la bilancia. Le versioni più aggiornate sono disponibili su GitHub e ristampate di seguito:

Il primo passaggio del software consiste nel determinare i fattori di calibrazione per la bilancia. Per fare ciò, esegui questo codice

/*

Esempio utilizzando la scheda breakout SparkFun HX711 con una bilancia Di: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 novembre 2014 Licenza: questo codice è di dominio pubblico ma mi compri una birra se la usi e ci incontriamo un giorno (licenza Beerware). Questo è lo schizzo di calibrazione. Usalo per determinare il fattore di calibrazione utilizzato nell'esempio principale. Emette anche lo zero_factor utile per i progetti che hanno una massa permanente sulla bilancia tra i cicli di accensione. Imposta la bilancia e avvia lo schizzo SENZA un peso sulla bilancia Una volta visualizzate le letture, posizionare il peso sulla bilancia Premere +/- o a/z per regolare il fattore di calibrazione finché le letture in uscita non corrispondono al peso noto Utilizzare questo fattore di calibrazione sullo schizzo di esempio Questo esempio presuppone libbre (lbs). Se preferisci i chilogrammi, cambia il Serial.print(" lbs"); linea a kg. Il fattore di calibrazione sarà significativamente diverso ma sarà correlato linearmente a libbre (1 libbre = 0,453592 kg). Il tuo fattore di calibrazione può essere molto positivo o molto negativo. Tutto dipende dalla configurazione del sistema della bilancia e dalla direzione in cui i sensori deviano dallo stato zero Questo codice di esempio utilizza l'eccellente libreria di bogde:"https://github.com/bogde/HX711" la libreria di bogde è rilasciata con una LICENZA PUBBLICA GENERALE GNU Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND La maggior parte dei pin su Arduino Uno sarà compatibile con DOUT/CLK. La scheda HX711 può essere alimentata da 2,7 V a 5 V, quindi l'alimentazione 5 V di Arduino dovrebbe andare bene. */ #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 HX711 scale; fattore di calibrazione float = -7050; //-7050 ha funzionato per la mia configurazione di scala massima di 440 libbre void setup() { Serial.begin (9600); Serial.println("Schizzo di calibrazione HX711"); Serial.println("Rimuovi tutto il peso dalla bilancia"); Serial.println("Dopo l'inizio delle letture, posiziona il peso noto sulla bilancia"); Serial.println("Premere + oa per aumentare il fattore di calibrazione"); Serial.println("Premere - o z per diminuire il fattore di calibrazione"); scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale(); scale.tare(); //Reimposta la scala a 0 long zero_factor = scale.read_average(); //Ottieni una lettura di base Serial.print("Zero factor: "); //Questo può essere usato per eliminare la necessità di tarare la bilancia. Utile in progetti su scala permanente. Serial.println(fattore_zero); } void loop() { scale.set_scale(calibration_factor); //Regola questo fattore di calibrazione Serial.print("Lettura: "); Serial.print(scale.get_units(), 1); Serial.print(" libbre"); //Modificalo in kg e riaggiusta il fattore di calibrazione se segui le unità SI come una persona sana Serial.print(" calibrazione_factor: "); Serial.print(calibration_factor); Serial.println(); if(Serial.available()) { char temp = Serial.read(); if(temp == '+' || temp == 'a') fattore_calibrazione += 10; else if(temp == '-' || temp == 'z') fattore_calibrazione -= 10; } }

Dopo aver calibrato la bilancia, puoi eseguire questo programma di esempio, quindi modificarlo per i tuoi scopi:

/*

Esempio utilizzando la scheda breakout SparkFun HX711 con una bilancia Di: Nathan Seidle SparkFun Electronics Data: 19 novembre 2014 Licenza: questo codice è di dominio pubblico ma mi compri una birra se la usi e ci incontriamo un giorno (licenza Beerware). Questo esempio mostra l'output della scala di base. Guarda lo schizzo di calibrazione per ottenere il fattore di calibrazione per la tua configurazione specifica della cella di carico. Questo codice di esempio utilizza l'eccellente libreria di bogde: "https://github.com/bogde/HX711" la libreria di bogde è rilasciata con una LICENZA PUBBLICA GENERALE GNU L'HX711 fa bene una cosa: leggere le celle di carico. La breakout board è compatibile con qualsiasi cella di carico basata su un ponte di pietra di grano che dovrebbe consentire a un utente di misurare qualsiasi cosa, da pochi grammi a decine di tonnellate. Arduino pin 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND La scheda HX711 può essere alimentata da 2,7 V a 5 V, quindi l'alimentazione di Arduino 5 V dovrebbe andare bene. */ #include "HX711.h" #define calibrazione_factor -7050.0 //Questo valore si ottiene utilizzando lo schizzo SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 scala HX711; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Demo scala HX711"); scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale(calibration_factor); //Questo valore si ottiene utilizzando lo schizzo SparkFun_HX711_Calibration scale.tare(); //Supponendo che non ci sia peso sulla bilancia all'avvio, reimpostare la bilancia a 0 Serial.println("Letture:"); } void loop() { Serial.print("Lettura: "); Serial.print(scale.get_units(), 1); //scale.get_units() restituisce un float Serial.print(" libbre"); //Puoi cambiarlo in kg ma dovrai rifattorizzare il calibrazione_factor Serial.println(); }