وجهات النظر: 222 المؤلف: تينا النشر الوقت: 2024-11-14 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
● مقدمة
● توصيل خلية التحميل إلى Arduino
>> الخطوة 1: قم بتوصيل خلية التحميل بـ HX711
>> الخطوة 2: قم بتوصيل HX711 إلى Arduino
>> الخطوة 1: تثبيت مكتبة HX711
● معايرة
● تطبيقات خلايا التحميل مع Arduino
● استكشاف الأخطاء وإصلاحها القضايا المشتركة
● مشاريع متقدمة مع خلايا التحميل
● خاتمة
>> 1. ما هو الحد الأقصى للوزن الذي يمكن أن تقترب منه خلية الحمل؟
>> 2. كيف يمكنني معايرة خلية التحميل الخاصة بي؟
>> 3. هل يمكنني استخدام خلايا تحميل متعددة مع Arduino واحد؟
>> 4. ماذا علي أن أفعل إذا لم تعطي خلية التحميل أي قراءات؟
>> 5. هل يمكنني استخدام خلية تحميل لقياس القوة؟
في عالم الإلكترونيات ومشاريع DIY ، تعد خلايا التحميل مكونات أساسية لقياس الوزن والقوة. عند دمجها مع Arduino ، يمكن استخدامها لإنشاء تطبيقات مختلفة ، من مقاييس الوزن البسيطة إلى أنظمة قياس القوة المعقدة. ستوجهك هذه المقالة خلال عملية استخدام خلية تحميل مع Arduino ، وتغطي كل شيء من أساسيات قم بتحميل الخلايا على تنفيذ خطوة بخطوة لمشروع مقياس الوزن.
خلية التحميل هي نوع من محول الطاقة الذي يحول قوة أو وزن إلى إشارة كهربائية. النوع الأكثر شيوعًا لخلايا الحمل هو خلية تحميل مقياس الإجهاد ، والتي تستخدم مبدأ مقاييس الإجهاد لقياس التشوه. عندما يتم تطبيق الحمل على خلية التحميل ، فإنه يتشوه قليلاً ، مما يسبب تغييرًا في المقاومة في مقاييس الإجهاد. ثم يتم تحويل هذا التغيير في المقاومة إلى إشارة كهربائية يمكن قياسها ومعالجتها.
1. خلايا تحميل الضغط: هذه الخلايا الحمل تقيس القوة المطبقة بطريقة ضغط. غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي يتم فيها تطبيق الحمل رأسياً.
2. خلايا تحميل التوتر: تقيس خلايا الحمل هذه القوة المطبقة بطريقة شد. يتم استخدامها في التطبيقات التي يتم فيها سحب الحمل.
3. خلايا تحميل شعاع القص: تقيس خلايا الحمل هذه القوة المطبقة في اتجاه القص. يتم استخدامها بشكل شائع في التطبيقات الصناعية.
4. خلايا تحميل شعاع الانحناء: تقيس خلايا الحمل هذه الانحناء لحزمة تحت الحمل. وغالبا ما تستخدم في موازين وزن.
لإعداد خلية تحميل مع Arduino ، ستحتاج إلى المكونات التالية:
◆ خلية التحميل: خلية تحميل مقياس سلالة مناسبة للتطبيق.
◆ مكبر للصوت HX711: هذا محول دقة من 24 بت تمثيلية إلى رقمية (ADC) يستخدم عادة مع خلايا التحميل لتضخيم الإشارات الصغيرة الناتجة عن خلية الحمل.
◆ Arduino Board: أي لوحة Arduino ، مثل Arduino Uno أو Mega أو Nano ، ستعمل.
◆ الأسلاك اللوحية والأسلحة: لإجراء اتصالات بين المكونات.
◆ مصدر الطاقة: اعتمادًا على خلية التحميل وإعداد Arduino ، قد تحتاج إلى مصدر طاقة خارجي.
تحتوي خلية الحمل عادة على أربعة أسلاك: الأحمر والأسود والأبيض والأخضر. الأسلاك كما يلي:
◆ الأسلاك الحمراء: قم بتوصيل E+ (إيجابي الإثارة) على HX711.
◆ السلك الأسود: قم بتوصيل E- (الإثارة السلبية) على HX711.
◆ الأسلاك البيضاء: قم بتوصيل A- (Signal Servance) على HX711.
◆ الأسلاك الأخضر: قم بتوصيل A+ (إيجابي إشارة) على HX711.
بعد ذلك ، قم بتوصيل HX711 إلى Arduino. الروابط النموذجية هي:
◆ VCC: تواصل مع دبوس 5V على Arduino.
◆ GND: تواصل مع دبوس GND على Arduino.
◆ DT (البيانات): الاتصال بدبوس رقمي على Arduino (على سبيل المثال ، PIN 2).
◆ SCK (الساعة): تواصل مع دبوس رقمي آخر على Arduino (على سبيل المثال ، PIN 3).
للتواصل مع HX711 ، ستحتاج إلى تثبيت مكتبة HX711. يمكنك القيام بذلك من خلال Arduino IDE:
1. فتح Arduino IDE.
2. انتقل إلى Sketch> تضمين المكتبة> إدارة المكتبات.
3. في مدير المكتبة ، ابحث عن 'HX711 ' وقم بتثبيت المكتبة بواسطة Bogdan Necula.
1. قم بتوصيل Arduino بجهاز الكمبيوتر الخاص بك باستخدام كابل USB.
2. حدد اللوحة الصحيحة والمنفذ في Arduino IDE.
3. انقر على زر التحميل لتحميل الرمز إلى Arduino الخاص بك.
بمجرد تحميل الكود ، افتح الشاشة التسلسلية في Arduino IDE (اضبط معدل الباود على 9600). يجب أن ترى الوزن المعروض في غرام. ضع وزنًا معروفًا على خلية الحمل لاختبار دقتها.
لضمان قياسات دقيقة ، ستحتاج إلى معايرة خلية التحميل الخاصة بك. تتضمن المعايرة وضع وزن معروف وضبط عامل المقياس في الكود الخاص بك. إليك كيفية القيام بذلك:
1. ضع وزنًا معروفًا على خلية الحمل.
2. لاحظ القراءة المعروضة في الشاشة التسلسلية.
3. احسب عامل المقياس باستخدام الصيغة:
عامل المقياس = المعروف للوزن من عامل التحميل الخلايا = القراءة من وزن خلية الحمل المعروفة
4. قم بتحديث عامل المقياس في الكود الخاص بك باستخدام Scale.set_scale (Scale_Factor) ؛.
يمكن استخدام خلايا التحميل في التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك:
1. موازين الوزن: إنشاء موازين وزن رقمية للمطبخ أو الاستخدام الصناعي.
2. قياس القوة: قياس القوة المطبقة في تجارب أو تطبيقات مختلفة.
3. مراقبة الحمل: راقب الحمل على الهياكل أو المركبات.
4. الروبوتات: استخدم خلايا الحمل في التطبيقات الآلية لقياس توزيع الوزن.
5. الأتمتة الصناعية: دمج خلايا التحميل في أنظمة آلية لمراقبة الجودة ومراقبة العملية.
1. قراءات غير دقيقة: تأكد من معايرة خلية التحميل بشكل صحيح وأنه لا توجد تدخلات ميكانيكية. تحقق من أي عوائق مادية قد تؤثر على أداء خلية التحميل.
2. لا إخراج: تحقق من جميع الاتصالات وتأكد من أن HX711 يتم تشغيله بشكل صحيح. تحقق من أن Arduino يتلقى الطاقة وأن المسامير الصحيحة تستخدم.
3. قراءات متقلبة: قد يكون هذا بسبب الضوضاء الكهربائية. تأكد من أن الأسلاك آمنة والنظر في استخدام الكابلات المحمية. بالإضافة إلى ذلك ، حاول تقليل المسافة بين خلية الحمل و HX711 لتقليل التداخل.
4. التحميل الزائد: إذا تعرضت خلية التحميل للأوزان التي تتجاوز قدرتها المقدرة ، فقد تتضرر. تأكد دائمًا من أن الحمل المطبق لا يتجاوز مواصفات خلية التحميل.
5. مشكلات البرمجيات: إذا كانت القراءات غير متسقة ، تحقق من الكود لأي أخطاء. تأكد من تثبيت مكتبة HX711 بشكل صحيح وأن يتم تعريف المسامير بشكل صحيح في الكود.
بمجرد إتقان أساسيات استخدام خلية تحميل مع Arduino ، يمكنك استكشاف المزيد من المشاريع المتقدمة. فيما يلي بعض الأفكار:
1. مقياس الوزن الذكي: دمج وحدة عرض (مثل LCD أو OLED) لإظهار الوزن في الوقت الفعلي. يمكنك أيضًا إضافة ميزات مثل وظائف TARE وتحويل الوحدة (غرام إلى جنيه).
2. نظام تسجيل البيانات: استخدم وحدة بطاقة SD لتسجيل بيانات الوزن بمرور الوقت. قد يكون ذلك مفيدًا لمراقبة تغييرات الوزن في التطبيقات المختلفة ، مثل تتبع استهلاك الأغذية أو مراقبة مخزون.
3. قياس الوزن اللاسلكي: قم بتنفيذ وحدة اتصال لاسلكية (مثل وحدة ESP8266 أو وحدة البلوتوث) لإرسال بيانات الوزن إلى هاتف ذكي أو كمبيوتر للمراقبة عن بُعد.
4. يمكن للنظام استغناء كمية محددة من الطعام بناءً على قياسات الوزن.
5. قياس القوة في الروبوتات: استخدم خلايا الحمل في الأسلحة الآلية لقياس القوة التي تمارس خلال المهام. يمكن أن يساعد هذا في برمجة الروبوت للتعامل مع الكائنات الحساسة دون إتلافها.
يؤدي استخدام خلية تحميل مع Arduino إلى فتح عالم من الاحتمالات لقياس الوزن والقوة في مختلف التطبيقات. باتباع الخطوات الموضحة في هذه المقالة ، يمكنك إعداد خلية تحميل بنجاح وإنشاء مقياس وزنك الخاص أو نظام قياس القوة. مع بعض الإبداع ، يمكنك توسيع هذا المشروع إلى تطبيقات أكثر تعقيدًا ، مما يجعله إضافة قيمة إلى مجموعة أدوات الإلكترونيات الخاصة بك.
يعتمد الحد الأقصى للوزن الذي يمكن أن يقيسه خلية الحمل على مواصفاتها. تأتي خلايا الحمل في قدرات مختلفة ، تتراوح من بضعة غرامات إلى عدة أطنان. تحقق دائمًا من ورقة بيانات خلية التحميل التي تستخدمها لتحديد الحد الأقصى للحمل.
لمعايرة خلية التحميل الخاصة بك ، ضع وزنًا معروفًا عليها ولاحظ القراءة المعروضة على Arduino. احسب عامل المقياس باستخدام الصيغة: عامل المقياس = الوزن المعروف / القراءة من خلية الحمل. قم بتحديث عامل المقياس في الكود وفقًا لذلك.
نعم ، يمكنك استخدام خلايا تحميل متعددة مع Arduino واحدة ، ولكن ستحتاج إلى استخدام وحدات HX711 متعددة ، حيث يمكن لكل HX711 التعامل مع خلية تحميل واحدة فقط. يمكنك توصيل وحدات HX711 المتعددة على دبابيس مختلفة على Arduino وقراءتها بشكل منفصل في الكود الخاص بك.
إذا كانت خلية التحميل الخاصة بك لا تعطي أي قراءات ، فتحقق من جميع الاتصالات للتأكد من أنها آمنة. تحقق من أن HX711 يعمل بشكل صحيح وأن Arduino يعمل. بالإضافة إلى ذلك ، تأكد من أن خلية التحميل ليست مثقلة أو تالف.
نعم ، يمكن استخدام خلايا التحميل لقياس القوة. من خلال تطبيق قوة على خلية التحميل ، فإنه سيؤدي إلى قراءة وزن مماثلة. يمكن أن يكون ذلك مفيدًا في التطبيقات المختلفة ، مثل اختبار مواد أو قياس القوة التي يمارسها نظام ميكانيكي.
