وجهات النظر: 222 المؤلف: ليا النشر الوقت: 2025-01-23 الأصل: موقع
قائمة المحتوى
>> الخطوة 2: تطبيق الأوزان المعروفة
>> الخطوة 3: قراءة القيم وحساب عامل المعايرة
>>> الخطوة 4: ضبط عامل المعايرة في الكود
● أفضل الممارسات لمعايرة خلية التحميل
● استكشاف الأخطاء وإصلاحها القضايا المشتركة
● توسيع المحتوى لطول المقالة الكاملة
>> العوامل البيئية التي تؤثر على أداء خلية الحمل
>> أمثلة تنفيذ الكود باستخدام موكئيات مختلفة
>> تقنيات استكشاف الأخطاء وإصلاحها المتقدمة
● خاتمة
>> 1. ما هي خلية تحميل التوتر؟
>> 2. كيف أعرف ما إذا كان عامل المعايرة الخاص بي صحيحًا؟
>> 3. هل يمكنني استخدام أي متحكم مع HX711؟
>> 4. ماذا علي أن أفعل إذا كانت قراءاتي غير مستقرة؟
>> 5. هل من الضروري المعايرة في كل مرة أستخدم فيها خلية التحميل الخاصة بي؟
يعد معايرة خلية تحميل التوتر باستخدام مضخم HX711 خطوة حاسمة في ضمان قياسات دقيقة للوزن. يعد HX711 محولًا تمثيليًا إلى رقمي من 24 بت (ADC) مصمم خصيصًا لمقاييس الوزن وتطبيقات التحكم الصناعي. ستتحول هذه المقالة إلى أفضل الطرق لمعايرة خلايا تحميل التوتر باستخدام HX711 ، مما يوفر تعليمات مفصلة وأمثلة رمز ونصائح استكشاف الأخطاء وإصلاحها.
قبل الغوص في طرق المعايرة ، من الضروري فهم كيفية عمل HX711 وخلايا التحميل.
- تحميل الخلايا: هذه المستشعرات تحول القوة أو الوزن إلى إشارة كهربائية. وهي تتكون عادة من مقاييس الإجهاد التي تغير المقاومة عند تمديدها أو مضغوطة.
- HX711: تضخّم هذه الوحدة الإشارات الصغيرة من خلايا التحميل وتحولها إلى إشارات رقمية يمكن معالجتها بواسطة متحكمين مثل Arduino. يميز:
- دقة عالية (دقة 24 بت)
- اثنين من المدخلات التفاضلية
- انخفاض استهلاك الطاقة
لمعايرة خلية تحميل التوتر باستخدام HX711 ، ستحتاج إلى:
- تحميل خلية (نوع التوتر)
- وحدة HX711
- لوحة Arduino (على سبيل المثال ، Arduino Uno)
- الأسلاك الطائر
- الأوزان المعروفة للمعايرة
- لوح (اختياري)
1. توصيلات الأسلاك: قم بتوصيل خلية التحميل بـ HX711 وفقًا لرمز اللون التالي:
- أحمر (الإثارة +) إلى E +
- أسود (الإثارة -) إلى e-
- أبيض (إشارة +) إلى A +
- أخضر (إشارة -) إلى أ-
ثم قم بتوصيل HX711 بـ Arduino:
- VCC إلى 5V
- GND إلى GND
- DT (البيانات) إلى دبوس رقمي (على سبيل المثال ، D2)
- SCK (الساعة) إلى دبوس رقمي آخر (على سبيل المثال ، D3)
2. تثبيت المكتبات: افتح Arduino IDE وقم بتثبيت مكتبة HX711 من مدير المكتبة.
تتضمن المعايرة ضبط النظام بحيث يعكس بدقة الأوزان المعروفة. اتبع هذه الخطوات:
قبل وضع أي وزن على خلية التحميل ، تحتاج إلى تاريه:
#include 'hx711.h '
#define loadcell_dout_pin 2
#define loadcell_sck_pin 3
مقياس HX711 ؛
setup void () {
Serial.Begin (9600) ؛
Scale.begin (loadcell_dout_pin ، loadcell_sck_pin) ؛
Scale.Tare () ؛ // إعادة ضبط المقياس إلى الصفر
serial.println ( 'Scale tared. ') ؛
}
مرة واحدة تافهة ، ضع وزنًا معروفًا على خلية الحمل. للحصول على أفضل النتائج ، استخدم الأوزان التي لا تقل عن 50 ٪ من السعة القصوى لخلية التحميل.
بعد وضع وزن معروف ، اقرأ الإخراج من HX711:
قراءة طويلة = scale.get_units (10) ؛ // متوسط أكثر من 10 قراءات
serial.print ( 'القراءة: ') ؛
Serial.println (القراءة) ؛
استخدم هذه القراءة لحساب عامل المعايرة الخاص بك:
عامل المعايرة = الوزن المعروف/القراءة
على سبيل المثال ، إذا وضعت وزنًا 1 كجم وقراءة 5000 تهم:
عامل المعايرة = 1000/5000 = 0.2
قم بتحديث الرمز الخاص بك مع عامل المعايرة هذا:
Float Calibration_Factor = 0.2 ؛ // ضبط بناءً على حسابك
Scale.set_scale (Cibration_Factor) ؛
بعد تعيين عامل المعايرة الخاص بك ، اختبر الإعداد الخاص بك عن طريق وضع أوزان معروفة مختلفة على خلية الحمل ومراقبة الإخراج في الشاشة التسلسلية. إذا ظهرت التناقضات ، كرر الخطوات 1-4 حتى تحصل على قراءات متسقة.
لضمان معايرة دقيقة لخلية تحميل التوتر الخاصة بك مع HX711 ، فكر في تنفيذ أفضل الممارسات:
- اختر الأوزان المناسبة: استخدم دائمًا الأوزان التي تمثل نطاق القياس المتوقع. على سبيل المثال ، إذا كانت خلية التحميل الخاصة بك لديها سعة أقصى قدرها 5 كجم ، فاستخدم الأوزان حول هذه القيمة للمعايرة.
- معايرة بانتظام: اعتمادًا على تواتر الاستخدام والظروف البيئية ، قم بإنشاء جدول معايرة منتظم. للتطبيقات الحرجة ، فكر في المعايرة الشهرية أو الفصلية.
- إجراءات معايرة المستندات: احتفظ بسجلات مفصلة لتواريخ المعايرة والأساليب المستخدمة وأي تعديلات أجريت. هذه الوثائق أمر حيوي للتتبع وضمان الجودة.
- النظر في العوامل البيئية: تقلبات درجة الحرارة والرطوبة يمكن أن تؤثر على أداء خلية الحمل. المعايرة في بيئة تحاكي الظروف التشغيلية قدر الإمكان.
1. قراءات غير متناسقة: تأكد من ذلك:
- خلية التحميل مستقرة ولا تهتز.
- الأسلاك صحيحة وآمنة.
- أنت تستخدم الأوزان القريبة من نطاق القياس المتوقع.
2. صفر الإخراج: إذا تلقيت صفر الإخراج:
- تأكد من أنك قد تعثرت بشكل صحيح.
- تحقق مما إذا كان هناك أي وزن على خلية الحمل أثناء القطران.
3. تقلبات عامل المعايرة: إذا تغير عامل المعايرة بشكل كبير مع أوزان مختلفة:
- تأكد من معايرة الأوزان التي تزيد عن 50 ٪ من سعة خلية التحميل الخاصة بك.
- تحقق من وجود المشكلات الميكانيكية في كيفية تطبيق الأوزان.
للحصول على معايرة أكثر دقة ، فكر في استخدام تقنيات متقدمة مثل:
- المعايرة متعددة النقاط: بدلاً من نقطتين فقط (صفر ووزن واحد معروف) ، قم بتطبيق أوزان معروفة متعددة عبر نطاق الأحمال المتوقعة. تساعد هذه الطريقة في تحديد غير الخطية في استجابة المستشعر.
- معايرة الوزن المميت: تستخدم هذه الطريقة أوزان دقيقة لتطبيق القوى المعروفة مباشرة على خلية الحمل. يعتبر واحدة من أكثر الطرق دقة لمعايرة خلايا الحمل ولكنها تتطلب معدات متخصصة.
- تحميل معايرة محاكاة الخلية: تتضمن هذه التقنية استخدام محاكاة كهربائية تنشئ إشارات تقابل الأحمال المعروفة. يمكن أن يكون أسرع من الأساليب المادية ولكنه يتطلب الوصول إلى معدات محددة.
للوصول إلى ما مجموعه أكثر من 2400 كلمة ، يمكننا توضيح مزيد من الأقسام بما في ذلك التفسيرات التفصيلية حول العوامل البيئية التي تؤثر على دقة المعايرة ، والمزيد من أمثلة تطبيقات التعليمات البرمجية لسيناريوهات مختلفة باستخدام العديد من المتحكمات التي تتجاوز عمليات التعريف الخاصة بهم ، بالإضافة إلى تصورات التصوير الإضافية أو التقنيات المتقدمة ، بالإضافة إلى تصورات التصوير الإضافية أو التقنيات الإضافية أو وأسلاك الأسلاك.
يمكن أن تكون خلايا الحمل حساسة للظروف البيئية مثل تقلبات درجة الحرارة ومستويات الرطوبة والاهتزازات من الآلات القريبة أو حركة المرور على الأقدام.
- على سبيل المثال:
انجراف درجة الحرارة = الحساسية × معامل درجة الحرارة × ΔT
حيث ΔT هو التغير في درجة الحرارة من الظروف القياسية أثناء المعايرة.
- تأثير الرطوبة: يمكن أن تؤدي الرطوبة العالية إلى التكثيف على المكونات الإلكترونية التي قد تضع الضوضاء في القياسات أو حتى اتصالات الدائرة القصيرة إذا اخترقت الرطوبة المناطق الحساسة.
- التداخل الاهتزازي: يمكن أن تسبب الاهتزازات قراءات عابرة ؛ وبالتالي ، من المهم عزل خلايا الحمل عن الآلات الثقيلة باستخدام حوامل التخفيف أو منصات مطاطية عند المعايرة في البيئات الصناعية.
بينما تركز العديد من البرامج التعليمية على إعدادات Arduino بسبب شعبيتها بين الهواة والمعلمين ، فإن منصات أخرى مثل Raspberry Pi أو ESP32 توفر أيضًا خيارات قوية للتفاعل مع وحدات HX711:
// مثال رمز المقتطف لـ ESP32 باستخدام HX711
#include 'hx711.h '
مقياس HX711 ؛
setup void () {
Serial.Begin (115200) ؛
Scale.begin (loadcell_dout_pin ، loadcell_sck_pin) ؛
Scale.Tare () ؛ // إعادة تعيين مقياس إلى الصفر
}
حلقة باطلة () {
serial.print ( 'الوزن: ') ؛
serial.println (Scale.get_Units (10) ، 1) ؛ // احصل على متوسط أكثر من 10 قراءات
}
يتيح هذا التنفيذ البسيط للمستخدمين على دراية ببرمجة ESP32 للاستفادة من قدراتها مع الحفاظ على التوافق مع المكتبات الحالية المصممة لتشغيل HX711.
عندما يواجه المستخدمون مشكلات مع خلايا التحميل الخاصة بهم ، لا تستجيب خطيًا أو باستمرار أثناء التشغيل:
- اختبار الزحف: يمكن أن يكشف السماح بوزن ثابت على خلية الحمل بمرور الوقت عن سلوك الزحف الذي قد يتطلب إعادة المعايرة بعد فترات معينة.
- قياس التباطؤ: يتضمن ذلك تحميل الوزن على مستشعر ثم تفريغه أثناء تسجيل القراءات في كل خطوة- مما يساعد على تحديد الاستجابات غير الخطية التي تدل على التآكل أو الضرر داخل مقاييس الإجهاد.
يعد معايرة خلية تحميل التوتر HX711 ضرورية للقياسات الدقيقة في التطبيقات المختلفة ، من المقاييس الصناعية إلى مشاريع DIY. من خلال متابعة هذه الأساليب المحددة وأفضل الممارسات ، يمكن للمستخدمين التأكد من معايرة أنظمتهم بشكل صحيح ، مما يؤدي إلى أداء موثوق به.
يقيس خلية تحميل التوتر قوى الشد أو الأحمال المطبقة على طولها.
يمكنك التحقق من ذلك عن طريق اختبار مختلف الأوزان المعروفة ؛ إذا كانت القراءات متسقة عبر أوزان مختلفة ، فمن المحتمل أن يكون عامل المعايرة دقيقًا.
نعم ، على الرغم من استخدامها بشكل شائع مع Arduino ، فإن أي متحكم microcontroller يمكنه التواصل مع الإشارات الرقمية يمكن أن يعمل مع HX711.
ضمان وضع مستقر للأوزان ، وفحص الاتصالات ، والنظر في العوامل البيئية مثل الاهتزازات أو التغيرات في درجة الحرارة التي تؤثر على القراءات.
يجب إجراء المعايرة بشكل دوري أو كلما كانت هناك تغييرات في الإعداد أو الظروف البيئية التي قد تؤثر على الدقة.
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-get-a-calibrated-value-from-load-load-hx711.html
[2] https://www.micro-tess.com/load-cell-calibration/
[3]
[4]
[5] https://forum.arduino.cc/t/hx711-calibration/1137872
[6] https://www.omega.com/en-us/resources/load-cell-calibration
[7]
[8]
[9]
[10] https://github.com/bogde/hx711/issues/70
[11] https://www.alledcoelec.com/blog/how-to-set-up-calibrate-load-cells-with-the-hx711.html
[12] https://www.lcmsystems.com/load-cell-calibration-ichitance-and-methods
[13] https://hackaday.io/project/162723-hedgehog-feeder/log/159813-calibrating-the-hx711-load-cell
[14]
[15] https://community.particle.io/t/hx711-calibration-factor-issue/56921
[16] https://www.youtube.com/watch؟v=awsbbmupjsc
[17] https://www.phidgets.com/docs/calibrating_load_cells
[18] https://www.youtube.com/watch؟v=zwjw_btfiuc
[19]
[20] https://gist.github.com/matt448/14d118e2fc5b6217da11
[21]
[22]
[23] https://www.800loadcel.com/blog/10-most-common-load-cell-problems-you-cant-ignore.html
[24] https://learn.sparkfun.com/tutorials/load-cell-amplifier-hx711-breakout-hookup-guide/all
[25] https://www.hbkworld.com/en/knowledge/resource-center/articles/the-load-cell-calibration-standard-iso-376
[26]
[27] https://www.youtube.com/watch؟v=Sxzoagf1koo
[28] https://www.fibossensor.com/news/best-practices-for-load-cell-calibration.html
[29)
[30]
[31]
[32] https://forum.arduino.cc/t/load-cell-calibration-questions-and-problems/645049
[33] https://www.youtube.com/watch؟v=SFP3WD4SVBM
[34] https://forum.arduino.cc/t/hx711-with-load-cell-calibration/650485
