Bilancia Arduino con cella di carico da 5 kg e amplificatore HX711: 4 passaggi (con immagini)

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

Questo Instructable descrive come realizzare una piccola bilancia utilizzando parti prontamente disponibili dallo 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 da 5 kg - Le celle di carico sono parti metalliche di forma speciale su cui sono incollati gli estensimetri. Gli estensimetri sono resistori che cambiano la loro resistenza quando vengono piegati. Quando la parte metallica si piega, la resistenza della cella di carico cambia (l'HX711 misura accuratamente questa piccola variazione di resistenza). Puoi acquistare sia l'HX711 che la cella di carico qui:

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

4. Superficie di montaggio piatta e robusta (x2): l'ideale è un pezzo rigido di legno duro o metallo.

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 alluminio dovrebbe avere 4 fori filettati e un'etichetta che mostri la direzione della forza. Montare il lato senza etichetta sulla superficie fissa e montare il lato con l'etichetta sulla superficie mobile. La freccia sul lato etichettato deve puntare verso il basso nella direzione in cui si sposterà la piattaforma quando viene applicato un carico.

2. La piastra di montaggio e la piastra mobile dovrebbero essere entrambe il più rigide possibile

3. Assicurarsi di inserire una qualche forma di distanziatori rigidi tra le piastre di montaggio e la cella di carico. Entrambi i distanziatori o le rondelle funzionano bene. L'obiettivo è che qualsiasi forza applicata alla piastra mobile provochi la flessione e la torsione della cella di carico. Senza distanziali, il carico verrebbe trasferito direttamente dalla piastra mobile alla piastra fissa senza influenzare la cella di carico.

Passaggio 2: cablare le celle di carico e HX711

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

Sulle celle di carico in alluminio, 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(); }