Échelle de tension Arduino avec cellule de charge de bagage de 40 kg et amplificateur HX711 : 4 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:05

Ce Instructable décrit comment faire une échelle de tension à l'aide de pièces facilement disponibles sur étagère.

Les matériaux nécessaires:

1. Arduino - cette conception utilise un Arduino Uno standard, d'autres versions ou clones d'Arduino devraient également fonctionner

2. HX711 sur carte de dérivation - Cette micropuce est spécialement conçue pour amplifier les signaux des cellules de charge et les rapporter à un autre microcontrôleur. Les cellules de charge se branchent sur cette carte, et cette carte indique à l'Arduino ce que les cellules de charge mesurent.

3. Capteur de force (40 kg) avec supports. Il y a 2 options pour en obtenir un. Vous pouvez en acheter un déjà fabriqué (facile), ou vous pouvez démonter un pèse-bagage numérique bon marché et retirer le capteur de force (plus difficile, mais vous en avez peut-être déjà un qui traîne). Vous pouvez en acheter un déjà fabriqué avec un HX711 ici:

Si vous achetez le kit, veuillez laisser un avis ! C'est vraiment utile pour les futurs acheteurs.

4. Matériel de montage. Selon votre application, cela peut être une corde, des vis, des attaches, tout ce qui permet de fixer les supports à la force que vous souhaitez mesurer.

5. Fils de différentes couleurs pour connecter toutes les pièces

6. Alimentation pour Arduino

Étape 1: Montez la cellule de charge

Nous allons d'abord monter la cellule de charge. Votre monture sera unique, mais voici les directives que vous devez suivre:

1. La cellule de charge en acier est une plaque avec des jauges de contrainte collées au milieu. La cellule de charge mesure la force en détectant à quel point la cellule de charge se plie.

2. Les supports se fixent à travers les trous aux extrémités de la poutre de la cellule de charge. Les supports sont façonnés de manière à ce que la force de traction soit appliquée au centre du faisceau de la cellule de charge. En raison de leur forme et de l'emplacement de fixation, la poutre de la cellule de charge se plie lorsque les supports sont tirés.

3. Accrochez les supports à ce que vous voulez mesurer. Il est préférable de le faire avec quelque chose qui peut bouger librement (comme une chaîne, des crochets, une ficelle solide ou des attaches zippées). Vous voulez que l'ensemble cellule de charge et support puisse se centrer dans la direction de la charge afin que la mesure soit précise.

Étape 2: câbler la cellule de charge et le HX711

Voir le schéma de câblage pour savoir comment connecter les cellules de charge, HX711 et Arduino.

Sur les cellules de charge de type bagage comme celle illustrée, plusieurs jauges de contrainte sont déjà câblées ensemble pour former un pont de Wheatstone. Tout ce que vous avez à faire est de connecter les fils à la carte HX711 dans le bon sens.

Étape 3: Ajoutez la bibliothèque HX711 à votre IDE Arduino

La bibliothèque HX711 est disponible ici:

Voir ce lien sur le site Web d'Arduino pour savoir comment ajouter la bibliothèque à votre IDE Arduino:

Étape 4: Calibrez et pesez

Sparkfun a d'excellents programmes Arduino pour faire fonctionner la balance. Les versions les plus récentes sont disponibles sur GitHub et réimprimées ci-dessous:

La première étape du logiciel consiste à déterminer les facteurs d'étalonnage de la balance. Pour ce faire, exécutez ce code

/*

Exemple d'utilisation de la carte de dérivation SparkFun HX711 avec une balance Par: Nathan Seidle SparkFun Electronics Date: 19 novembre 2014 Licence: Ce code est du domaine public mais vous m'achetez une bière si vous l'utilisez et nous nous rencontrons un jour (licence Beerware). C'est le croquis d'étalonnage. Utilisez-le pour déterminer le calibration_factor utilisé par l'exemple principal. Il génère également le zero_factor utile pour les projets qui ont une masse permanente sur la balance entre les cycles d'alimentation. Configurez votre balance et démarrez le croquis SANS poids sur la balance Une fois les lectures affichées, placez le poids sur la balance Appuyez sur +/- ou a/z pour ajuster le calibration_factor jusqu'à ce que les lectures de sortie correspondent au poids connu Utilisez ce calibration_factor sur l'exemple de croquis Cet exemple suppose des livres (lbs). Si vous préférez les kilogrammes, modifiez Serial.print(" lbs"); ligne en kg. Le facteur d'étalonnage sera significativement différent mais il sera linéairement lié aux livres (1 lb = 0,453592 kg). Votre facteur d'étalonnage peut être très positif ou très négatif. Tout dépend de la configuration de votre système de balance et de la direction dans laquelle les capteurs s'écartent de l'état zéro. Cet exemple de code utilise l'excellente bibliothèque de bogde: « https://github.com/bogde/HX711 » Broche Arduino 2 -> HX711 CLK 3 -> DOUT 5V -> VCC GND -> GND La plupart des broches de l'Arduino Uno seront compatibles avec DOUT/CLK. La carte HX711 peut être alimentée de 2,7 V à 5 V, donc l'alimentation Arduino 5 V devrait être bonne. */ #include "HX711.h" #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 Échelle HX711; float calibration_factor = -7050; //-7050 a fonctionné pour ma configuration d'échelle max 440lb void setup() { Serial.begin (9600); Serial.println("Esquisse d'étalonnage HX711"); Serial.println("Supprimer tout le poids de la balance"); Serial.println("Après le début des lectures, placez le poids connu sur la balance"); Serial.println("Appuyez sur + ou a pour augmenter le facteur d'étalonnage"); Serial.println("Appuyez sur - ou z pour diminuer le facteur d'étalonnage"); scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale(); échelle.tare(); //Réinitialiser l'échelle à 0 long zero_factor = scale.read_average(); //Obtenir une lecture de base Serial.print("Zero factor: "); //Cela peut être utilisé pour supprimer le besoin de tarer la balance. Utile dans les projets à l'échelle permanente. Serial.println(zero_factor); } boucle vide() { scale.set_scale(calibration_factor); //Ajustez ce facteur d'étalonnage Serial.print("Reading: "); Serial.print(scale.get_units(), 1); Serial.print("lbs"); // Changez-le en kg et réajustez le facteur d'étalonnage si vous suivez les unités SI comme une personne sensée 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; } }

Après avoir étalonné la balance, vous pouvez exécuter cet exemple de programme, puis le pirater à vos propres fins:

/*

Exemple d'utilisation de la carte de dérivation SparkFun HX711 avec une balance Par: Nathan Seidle SparkFun Electronics Date: 19 novembre 2014 Licence: Ce code est du domaine public mais vous m'achetez une bière si vous l'utilisez et nous nous rencontrons un jour (licence Beerware). Cet exemple illustre la sortie de base de l'échelle. Consultez le croquis d'étalonnage pour obtenir le facteur_étalonnage pour votre configuration de cellule de charge spécifique. Cet exemple de code utilise l'excellente bibliothèque de bogde: "https://github.com/bogde/HX711" La bibliothèque de bogde est publiée sous une LICENCE GÉNÉRALE PUBLIQUE GNU Le HX711 fait bien une chose: lire les cellules de charge. Le panneau de dérivation est compatible avec n'importe quelle cellule de charge basée sur un pont en pierre de blé, ce qui devrait permettre à un utilisateur de tout mesurer, de quelques grammes à des dizaines de tonnes. Broche Arduino 2 -> HX711 CLK 3 -> DAT 5V -> VCC GND -> GND La carte HX711 peut être alimentée de 2,7V à 5V, donc l'alimentation Arduino 5V devrait être bonne. */ #include "HX711.h" #define calibration_factor -7050.0 //Cette valeur est obtenue à l'aide du croquis SparkFun_HX711_Calibration #define LOADCELL_DOUT_PIN 3 #define LOADCELL_SCK_PIN 2 échelle HX711; void setup() { Serial.begin(9600); Serial.println("Démo à l'échelle HX711"); scale.begin(LOADCELL_DOUT_PIN, LOADCELL_SCK_PIN); scale.set_scale(calibration_factor); //Cette valeur est obtenue en utilisant l'esquisse SparkFun_HX711_Calibration scale.tare(); //En supposant qu'il n'y ait pas de poids sur la balance au démarrage, réinitialisez la balance à 0 Serial.println("Readings:"); } boucle vide() { Serial.print("Lecture: "); Serial.print(scale.get_units(), 1); //scale.get_units() renvoie un flottant Serial.print("lbs"); //Vous pouvez changer cela en kg mais vous devrez refactoriser le calibration_factor Serial.println(); }