كيف تخرج خلية تحميل مع HX711؟

قائمة المحتوى

● مقدمة

● فهم خلايا الحمل و HX711

>> ما هي خلية التحميل؟

>> ما هو HX711؟

● إعداد HX711 مع خلية تحميل

>> المكونات المطلوبة

>> توصيل المكونات

>> تثبيت المكتبات المطلوبة

● كتابة الرمز

>> معايرة خلية الحمل

● الصفر خارج خلية التحميل

>> لماذا الصفر أمر مهم

>> كيفية الخروج من خلية التحميل

>> اختبار وظيفة الصفر

● نصائح عملية لقياسات دقيقة

● تقنيات المعايرة المتقدمة

>> معايرة متعددة النقاط

>> تعويض درجة الحرارة

● تطبيقات العالم الحقيقي لخلايا التحميل

● خاتمة

● الأسئلة المتداولة

>> 1. ما هو الغرض من الصفر خلية التحميل؟

>> 2. كم مرة يجب أن أقوم بمعايرة خلية التحميل الخاصة بي؟

>> 3. هل يمكنني استخدام خلايا تحميل متعددة مع HX711؟

>> 4. ماذا علي أن أفعل إذا كانت قراءات خلية التحميل الخاصة بي غير متسقة؟

>> 5. كيف يمكنني تحسين دقة قياسات خلية التحميل الخاصة بي؟

مقدمة

تعتبر خلايا الحمل مكونات أساسية في التطبيقات المختلفة ، بما في ذلك موازين الوزن والأتمتة الصناعية وأنظمة قياس القوة. يعد HX711 محولًا شائعًا من 24 بت تمثيلي إلى رقمي (ADC) مصمم خصيصًا لتطبيقات الوزن. إنه يتفاعل مع خلايا التحميل لتحويل الإشارة التناظرية إلى تنسيق رقمي يمكن معالجته بواسطة متحكمين مثل Arduino. أحد الجوانب الحاسمة لاستخدام خلايا التحميل هو القدرة على الصفر ، وضمان قياسات دقيقة. ستوجهك هذه المقالة خلال عملية الصفر تحميل خلية مع HX711 ، بما في ذلك الإعداد ، والمعايرة ، والنصائح العملية.

فهم خلايا الحمل و HX711

ما هي خلية التحميل؟

خلية الحمل عبارة عن محول تحول تحول قوة أو وزن إلى إشارة كهربائية. يتكون عادة من عنصر معدني يتشوه تحت الحمل ، مما يسبب تغيير في المقاومة. يتم قياس هذا التغيير وتحويله إلى قراءة الوزن. تأتي خلايا الحمل في أنواع مختلفة ، بما في ذلك مقياس الإجهاد ، والهيدروليكي ، والهواء المضغوط ، مع خلايا تحميل مقياس الإجهاد هي الأكثر شيوعًا في تطبيقات الوزن الإلكترونية.

ما هو HX711؟

HX711 هو ADC دقة 24 بت مصممة لمقاييس الوزن وتطبيقات التحكم الصناعي. إنه يتميز بمكبر صوت منخفض الضوضاء ، مما يجعله مثاليًا لقراءة الإشارات الصغيرة التي تنتجها خلايا التحميل. يمكن لـ HX711 الواجهة بخلايا تحميل أو اثنين ، مما يسمح بتطبيقات متعددة الاستخدامات. إنه يتواصل مع موكان Microcontrollers عبر واجهة من سلكين ، مما يجعل من السهل الاندماج في المشاريع.

إعداد HX711 مع خلية تحميل

المكونات المطلوبة

للبدء ، ستحتاج إلى المكونات التالية:

- خلية التحميل (على سبيل المثال ، 1 كجم ، 5 كجم ، أو 10 كجم)

- وحدة HX711

- متحكم (على سبيل المثال ، Arduino Uno ، Nano ، أو Mega)

- الأسلاك الطائر

- لوح (اختياري)

- مزود الطاقة (إذا لم يكن يستخدم USB)

توصيل المكونات

1. قم بتوصيل خلية التحميل إلى HX711: تحتوي خلية التحميل عادةً على أربعة أسلاك: أحمر (الإثارة+) ، أسود (الإثارة) ، الأبيض (إشارة+) ، والأخضر (إشارة). قم بتوصيل هذه الأسلاك بـ HX711 على النحو التالي:

- أحمر إلى E+

- أسود إلى e-

- أبيض إلى A+

- الأخضر إلى-

2. قم بتوصيل HX711 بالتحكم الدقيق: يحتوي HX711 على دبابيس الإخراج (DT و SCK) يجب توصيله بالتحكم الدقيق. على سبيل المثال:

- DT إلى Arduino Pin 3

- SCK إلى Arduino Pin 2

- توصيل VCC إلى 5V و GND بالأرض.

تثبيت المكتبات المطلوبة

للتواصل مع HX711 ، ستحتاج إلى تثبيت مكتبة HX711 لـ Arduino. تعمل هذه المكتبة على تبسيط عملية قراءة البيانات من HX711. يمكنك تثبيته عبر مدير مكتبة Arduino:

1. فتح Arduino IDE.

2. انتقل إلى Sketch> تضمين المكتبة> إدارة المكتبات.

3. ابحث عن 'HX711 ' وقم بتثبيت المكتبة بواسطة Bogdan Necula.

كتابة الرمز

معايرة خلية الحمل

قبل أن تتمكن من الخروج من خلية التحميل ، تحتاج إلى معايرة ذلك. تتضمن المعايرة تحديد العلاقة بين القراءات الخام من HX711 والوزن الفعلي. إليك كيفية القيام بذلك:

1. ضع وزنًا معروفًا: ابدأ بوضع وزن معروف على خلية الحمل. على سبيل المثال ، استخدم وزن 1 كجم.

2. اقرأ القيمة الخام: قم بتحميل الرمز أعلاه ولاحظ القيمة الخام المعروضة في الشاشة التسلسلية.

3. حساب عامل المعايرة: يتم حساب عامل المعايرة عن طريق تقسيم الوزن المعروف على القيمة الخام. على سبيل المثال ، إذا كانت القيمة الخام 5000 لكجم 1 كجم ، فسيكون عامل المعايرة 1 كجم / 5000 = 0.0002 كجم لكل وحدة.

الصفر خارج خلية التحميل

لماذا الصفر أمر مهم

يعد الصفر خارج خلية التحميل أمرًا بالغ الأهمية للقياسات الدقيقة. إنه يضمن قياس أي وزن على خلية الحمل بالنسبة إلى خط أساس معروف (صفر). هذا مهم بشكل خاص إذا تعرضت خلية التحميل لظروف بيئية متفاوتة أو إذا تم نقلها.

كيفية الخروج من خلية التحميل

1. قم بإزالة أي وزن: تأكد من عدم وجود وزن على خلية الحمل.

2. اتصل بوظيفة TARE: استخدم الدالة `tare ()` التي توفرها مكتبة HX711 لتوضيح خلية التحميل. هذه الوظيفة تضع القراءة الحالية على أنها صفر.

اختبار وظيفة الصفر

بعد تنفيذ وظيفة TARE ، اختبرها باتباع هذه الخطوات:

1. قم بتحميل الرمز: قم بتحميل الكود المعدل إلى Arduino الخاص بك.

2. افتح الشاشة التسلسلية: افتح الشاشة التسلسلية في Arduino IDE.

3. مراقبة الإخراج: تأكد من أن الإخراج يقرأ الصفر عندما لا يكون هناك وزن على خلية الحمل. إذا لم يحدث ذلك ، فتحقق من اتصالاتك وتأكد من أن خلية التحميل تعمل بشكل صحيح.

نصائح عملية لقياسات دقيقة

1. بيئة مستقرة: تأكد من وضع خلية الحمل على سطح مستقر لتجنب الاهتزازات التي يمكن أن تؤثر على القراءات.

2. المعايرة المنتظمة: معايرة خلية الحمل بانتظام للحفاظ على الدقة ، خاصة إذا تم استخدامها بشكل متكرر أو في ظروف مختلفة.

3. تجنب التحميل الزائد: لا تتجاوز سعة خلية التحميل المقدرة ، لأن هذا يمكن أن يضر المستشعر ويؤدي إلى قراءات غير دقيقة.

4. استخدم الكابلات المحمية: إذا تم استخدام خلية التحميل في بيئة كهربائية صاخبة ، ففكر في استخدام الكابلات المحمية لتقليل التداخل.

5. اعتبارات درجة الحرارة: يمكن أن تكون خلايا الحمل حساسة لتغيرات درجات الحرارة. إذا كان تطبيقك يتضمن تقلبات كبيرة في درجة الحرارة ، ففكر في استخدام تقنيات تعويض درجة الحرارة.

تقنيات المعايرة المتقدمة

في حين أن طريقة المعايرة الأساسية الموصوفة سابقًا فعالة بالنسبة للعديد من التطبيقات ، فإن التقنيات المتقدمة يمكن أن تحسن الدقة ، خاصة في التطبيقات الدقيقة. فيما يلي بعض الطرق:

معايرة متعددة النقاط

بدلاً من استخدام وزن واحد معروف ، يمكنك استخدام أوزان متعددة لإنشاء منحنى المعايرة. تساعد هذه الطريقة في حساب عدم الخطية في استجابة خلية التحميل. لأداء معايرة متعددة النقاط:

1. حدد أوزان متعددة: اختر عدة أوزان معروفة (على سبيل المثال ، 0 كجم ، 1 كجم ، 2 كجم ، 3 كجم).

2. قراءات التسجيل: لكل وزن ، سجل القيمة الخام من HX711.

3. ارسم البيانات: قم بإنشاء رسم بياني مع الأوزان المعروفة على المحور السيني والقيم الخام المقابلة على المحور ص.

4. قم بتركيب منحنى: استخدم تقنيات تركيب المنحنى لاشتقاق معادلة المعايرة التي يمكن تنفيذها في الكود الخاص بك.

تعويض درجة الحرارة

إذا كانت خلية التحميل تعمل في بيئات ذات درجات حرارة متفاوتة ، ففكر في تنفيذ تعويض درجة الحرارة. يتضمن ذلك قياس درجة الحرارة وضبط عامل المعايرة بناءً على معاملات درجة الحرارة المعروفة لمواد خلية الحمل.

تطبيقات العالم الحقيقي لخلايا التحميل

يتم استخدام خلايا التحميل في مجموعة واسعة من التطبيقات عبر مختلف الصناعات. فيما يلي بعض الاستخدامات الشائعة:

1. موازين الوزن: خلايا التحميل هي العمود الفقري لمقاييس الوزن الرقمية المستخدمة في البيع بالتجزئة والمختبرات والإعدادات الصناعية.

2. الأتمتة الصناعية: في التصنيع ، يتم استخدام خلايا التحميل لمراقبة وزن المواد أثناء عمليات الإنتاج.

3. قياس القوة: يتم استخدام خلايا التحميل في تطبيقات الاختبار لقياس القوة ، مثل اختبار الشد للمواد.

4.

5. الزراعة: يتم استخدام خلايا الحمل في التطبيقات الزراعية لوزن المنتجات والماشية.

خاتمة

يعد تصغير خلية تحميل مع HX711 عملية واضحة ضرورية لقياسات الوزن الدقيقة. باتباع الخطوات الموضحة في هذه المقالة ، يمكنك إعداد خلية التحميل الخاصة بك ، ومعايرةها ، والتأكد من أنها توفر قراءات موثوقة. تذكر أن تحقق بانتظام وإعادة معايرة نظامك للحفاظ على الدقة مع مرور الوقت.

الأسئلة المتداولة

1. ما هو الغرض من الصفر خلية التحميل؟

يضمن صفر خلية الحمل أن يكون أي وزن يقاس نسبة إلى خط أساس معروف ، وهو أمر بالغ الأهمية للقراءات الدقيقة.

2. كم مرة يجب أن أقوم بمعايرة خلية التحميل الخاصة بي؟

يوصى بمعايرة خلية الحمل بانتظام ، خاصة إذا تم استخدامها بشكل متكرر أو في ظروف بيئية مختلفة.

3. هل يمكنني استخدام خلايا تحميل متعددة مع HX711؟

نعم ، يمكن لـ HX711 الواجهة مع واحد أو اثنين من خلايا التحميل ، مما يسمح بتطبيقات متعددة الاستخدامات.

4. ماذا علي أن أفعل إذا كانت قراءات خلية التحميل الخاصة بي غير متسقة؟

تحقق من اتصالات الأسلاك ، تأكد من أن خلية التحميل مستقرة ، والنظر في إعادة معايرة النظام.

5. كيف يمكنني تحسين دقة قياسات خلية التحميل الخاصة بي؟

استخدم المعايرة متعددة النقاط ، وتنفيذ تعويض درجة الحرارة ، وضمان بيئة مستقرة لخلية الحمل.