Pohledy: 222 Autor: Leah Publish Time: 2025-02-18 Původ: Místo
Nabídka obsahu
>> Krok 1: Zapojení zatížení buňky na HX711
>> Krok 2: Instalace knihovny HX711
● Zlepšení přesnosti a jednání s hlukem
● Závěr
● FAQ
>> 1. Co je to napěťová zatížení?
>> 2. Jak mohu kalibrovat svůj systém měření napětí?
>> 3. Mohu použít jakýkoli typ zatížení?
>> 4. jaký programovací jazyk používám pro Arduino?
>> 5. Jak přesné jsou tyto systémy?
● Citace:
Budování systému měření napětí pomocí Arduino a zavěšeného senzoru je vzrušující projekt, který kombinuje elektroniku, programování a strojní inženýrství. Tento komplexní průvodce vás projde celým procesem, od shromažďování komponent po kódování vašeho Arduino pro přesné Měření napětí . Budeme také zahrnout obrázky a videa, abychom ilustrovali každý krok, což vám usnadní sledování a zajištění úspěšného dokončení vašeho projektu. Účelem tohoto projektu je ponořit se do světa měření a nabídnout praktické pochopení toho, jak senzory a mikrokontroléry interagují.
Měření napětí je zásadní v různých aplikacích, včetně systémů vážení, testování materiálů, průmyslové automatizace a monitorování strukturální integrity. Ať už navrhujete digitální měřítko, testujete sílu materiálů nebo sledujete zatížení na zavěšeném mostu, je nezbytné přesné měření napětí. Použitím napínacího zatížení kombinovaného s mikrokontrolérem Arduino můžete vytvořit přesný měřicí systém, který lze přizpůsobit pro více použití. To otevírá dveře pro přizpůsobená řešení přizpůsobená specifickým požadavkům, což z něj činí cennou dovednost pro fandy i profesionály.
Chcete -li vytvořit systém měření napětí, budete potřebovat následující komponenty:
- Arduino Board: jakýkoli model, jako je Arduino Uno, Nano nebo Mega, bude fungovat. Arduino UNO je často vybíráno pro svou jednoduchost a snadnost použití, zatímco nano je kompaktnější pro projekty s prostorovým omezením. Mega nabízí více kolíků, které jsou užitečné pro rozšíření vašeho systému v budoucnu.
- Napínací zátěžová buňka: Zatížená buňka speciálně navržená pro měření napětí. Tyto zatížení přicházejí v různých kapacitách, proto si vyberte ten, který vyhovuje rozsahu hmotností, které hodláte měřit.
- Modul zesilovače HX711: Tento modul zesiluje malé signály z zatížení. HX711 je specializovaný převodník analog-digitální (ADC) navržený speciálně pro vážení měřítka, nabízí vysokou přesnost a snadnou integraci s mikrokontroléry.
- Dráty na prkénko a propojené: pro vytváření spojení. Breadboard poskytuje pohodlnou platformu pro prototypování vašeho obvodu, což vám umožní snadno připojit a odpojit komponenty bez pájení. Prováděcí dráty se používají k vytvoření potřebných elektrických spojení mezi různými komponenty.
- Napájení: obvykle 5V pro HX711 a Arduino. Může to být připojení USB s počítačem nebo externí napájecí adaptér.
- Počítač: Programování arduino. Budete potřebovat počítač s nainstalovaným Arduino IDE (Integrated Development Environment) pro psaní, kompilaci a nahrávání kódu do vaší desky Arduino.
Zátěžová buňka je převodník, který přeměňuje sílu nebo hmotnost na elektrický signál. V tomto projektu se zaměříme na buňku napětí, která měří sílu aplikovanou tahovým způsobem. Nejběžnější typ zatížení použité v těchto aplikacích je založen na deformačních měřidlech uspořádaných v konfiguraci můstku pšeničného můstku. Po napětí je napětí deformuje měřiče deformace, což způsobuje změnu jejich elektrického odporu. Tato změna se poté měří mostem Wheatstone a převedena na signál napětí, který je amplifikován a zpracován modulem HX711.
Zapojení je kritickým krokem, který zajišťuje správnou komuniku vašeho modulu zatížení a modul HX711. Postupujte podle těchto pokynů:
1. Identifikujte dráty zatížení buněk:
- Červený vodič: Excitace (+) - Tento vodič poskytuje kladné napětí k napájení můstku pšeničného kamene v zatížení.
- Černý drát: Excitace ( -) - Tento vodič poskytuje zemní nebo negativní napětí pro můstek pšeničného kamene.
- Bílý drát: Signál (+) - Tento vodič nese pozitivní napětí signálu z můstku Wheatstone.
- Zelený drát: Signál ( -) - Tento vodič nese záporné napětí signálu z můstku Wheatstone.
2. Připojte zatížení buňky k HX711:
- Připojte červený vodič k E+ na HX711. To spojuje excitační napětí s modulem HX711.
- Připojte černý vodič k E-na HX711. Tím se spojí zem s modulem HX711.
- Připojte bílý drát k A+ na HX711. To spojuje pozitivní signál s modulem HX711.
- Připojte zelený drát k A- na HX711. To spojuje negativní signál s modulem HX711.
3. Připojte HX711 k Arduino:
- Připojte PIN VCC HX711 na 5V na Arduino. To pohání modul HX711 s 5V z Arduino.
- Připojte GND PIN HX711 k GND na Arduino. To poskytuje společnou půdu mezi Arduino a HX711.
- Připojte DT PIN HX711 k digitálnímu pin 2 na Arduino. PIN DT (Data) odesílá převedený digitální signál z HX711 do Arduino.
- Připojte SCK PIN HX711 k digitálnímu kolíku 3 na Arduino. PIN SCK (sériové hodiny) se používá k synchronizaci přenosu dat mezi HX711 a Arduino.
Chcete -li komunikovat s modulem HX711, musíte nainstalovat jeho knihovnu do svého Arduino IDE. Tato knihovna poskytuje funkce pro čtení dat z HX711 a provádění nezbytných konverzí:
1. Otevřete své arduino ide.
2. Přejděte do náčrtu> Zahrnout knihovnu> Správa knihoven. To otevírá správce knihovny, kde můžete hledat a instalovat knihovny.
3. Vyhledejte 'hx711 ' a nainstalujte jej. Podívejte se na knihovnu Bogdan Neculaesei, protože je to jedna z nejspolehlivějších a nejpoužívanějších knihoven pro HX711.
Nyní, když je vše zapojeno, je čas napsat kód. Níže je uveden jednoduchý příklad náčrtu, který čte hodnoty z zatížení a vytiskne je na sériový monitor. Toto je počáteční kód, který použijete k testování základní funkce vašeho systému.
#include 'hx711.h '
Měřítko HX711;
const int loadcell_dt_pin = 2;
const int loadcell_sck_pin = 3;
Naid Setup () {
Serial.begin (9600);
Scale.Begin (LoadCell_dt_pin, LoadCell_SCK_PIN); // dt pin 2, pin 3
Scale.set_Scale ();
Scale.tare (); // resetování na nulu
Serial.println ( 'hx711 připraven! ');
}
void loop () {
if (scale.is_ready ()) {
dlouhé čtení = měřítko.get_units (10); // Průměr 10 odečtů
Serial.println (čtení);
zpoždění (1000);
} else {
Serial.println ( 'měřítko není připraveno ');
}
}
Tento kód inicializuje měřítko, nastavuje ji na nulu a každou sekundu z něj neustále čte data. Zkontroluje, zda je HX711 připraven, a poté průměruje 10 odečtů, aby se snížil hluk. Výsledky jsou vytištěny na sériovém monitoru.
Kalibrace je nezbytná pro přesná měření. Chcete -li kalibrovat svůj systém, musíte určit správný kalibrační faktor. Tento faktor přeměňuje surové hodnoty z HX711 na smysluplné jednotky, jako jsou gramy nebo kilogramy.
1. Umístěte známé hmotnosti na zatížení. Začněte známou hmotností, jako je kalibrační hmotnost 1 kg.
2. Upravte kalibrační faktor ve vašem kódu, dokud se hodnoty neodpovídají známým hmotnostem. Sériový monitor můžete použít k pozorování hodnot a provést úpravy.
Kód můžete upravit takto:
#include 'hx711.h '
Měřítko HX711;
const int loadcell_dt_pin = 2;
const int loadcell_sck_pin = 3;
float calibration_factor = -7050; // Upravte tuto hodnotu na základě vaší zatížení
Naid Setup () {
Serial.begin (9600);
Scale.Begin (LoadCell_dt_pin, LoadCell_SCK_PIN);
Scale.set_Scale (Calibration_Factor);
Scale.tare (); // resetování na nulu
Serial.println ( 'hx711 připraven! ');
}
void loop () {
if (scale.is_ready ()) {
float reading = Scale.get_units (10);
Serial.print ( 'váha: ');
Serial.print (čtení);
Serial.println ( 'g ');
zpoždění (1000);
} else {
Serial.println ( 'měřítko není připraveno ');
}
}
V tomto aktualizovaném kódu je „Calibration_Factor“ proměnnou, kterou musíte upravit. Po nahrávání tohoto kódu do vašeho Arduino vložte na zatížení známou hmotnost a sledujte čtení do sériového monitoru. Upravte hodnotu `calibration_factor`, dokud čtení neodpovídá známé hmotnosti. Negativní znaménko může být nezbytné v závislosti na orientaci zatížení.
Jednou z výzev s měřením zatížení buněk je řešení šumu. Hluk může pocházet z různých zdrojů, včetně elektrického rušení, vibrací a fluktuací v napájení. Zde je několik technik pro zlepšení přesnosti systému měření napětí:
- Průměrování více údajů: Jak je vidět v příkladech kódu, průměrování více odečtů může pomoci snížit dopad náhodného šumu.
- Filtrování: Implementace digitálního filtru, jako je pohybující se průměrný filtr nebo filtr Kalman, může dále snížit hluk.
- SHIELDING: Ochranné zatížení buňky a modul HX711 jim může pomoci chránit je před elektrickým rušením.
- Stabilní napájení: Použití stabilního a čistého napájení může minimalizovat fluktuace, které mohou ovlivnit hodnoty.
Po kalibraci vyzkoušejte svůj systém zavěšením různých hmotností a pozorováním, zda jsou hodnoty přesné. Začněte řadou známých hmotností a porovnejte odečty ze systému se skutečnými váhami. Proveďte úpravy podle potřeby na základě vašich pozorování.
Vizuální průvodce naleznete v tomto video tutoriálu, který prochází připojením zatížené buňky s modulem HX711 a programováním arduino:
Toto video poskytuje krok za krokem demonstrace celého procesu, což vám usnadňuje sledování.
Budování systému měření napětí pomocí Arduino a zavěšeného senzoru je odměňující projekt, který zvyšuje vaše chápání elektroniky a programování. Dodržováním této příručky můžete vytvořit přesný systém měření napětí vhodný pro různé aplikace. Nezapomeňte pečlivě kalibrovat svůj systém a podniknout kroky k minimalizaci šumu pro nejlepší výsledky. Tento projekt není jen o budování systému; Jde o pochopení principů měření, zpracování signálu a kontroly.
Buňka napětí měří síly aplikované ve směru tahu a převádí ji na elektrický signál. To je nezbytné ve scénářích, kde musíte kvantifikovat, kolik je něco taženo nebo nataženo.
Umístěte známé hmotnosti na zatížení buňky a upravte kalibrační faktor do vašeho kódu, dokud odečty neodpovídají známým váhám. Tento proces zajišťuje, že váš systém poskytuje přesná a spolehlivá měření.
Zatímco jakákoli zatížení může fungovat, zajistěte, aby byla speciálně navržena pro měření napětí pro nejlepší výsledky. Použití správného typu zatížení buňky optimalizuje přesnost a spolehlivost vašich měření.
Arduino používá svou vlastní verzi programovacího jazyka C/C ++. Tento jazyk je uživatelsky přívětivý a má obrovskou podporu komunity, díky čemuž je ideální pro začátečníky i zkušené programátory.
S správnou kalibrací a kvalitní komponenty mohou tyto systémy dosáhnout vysoké přesnosti vhodné pro většinu aplikací. Pravidelná kalibrace a správná údržba zajišťují trvalou přesnost v průběhu času.
[1] https://sharpweighingscale.com/a-beginners-guide-to-using-co-colls-with-arduino/
[2] https://www.instructables.com/get-a-hanging-weight-sensor-for-your-arduino-proje/
[3] https://blog.csdn.net/acktomas/article/details/139938916
[4] https://www.hackster.io/tangielsky/tensing-meter-for-saw-lades-n-pan-pan-pan-pan-pan-pan-pabs-with-arduino-3d3298
[5] https://electronics.stackexchange.com/questions/18156/whats-simplest-way-to-measure-mass-or-weight-arduino
[6] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc6358960/
[7] https://www.youtube.com/watch?v=SXZOAGF1KOOO
[8] https://forum.arduino.cc/t/looking-for-ate-Sensor-not-load-sensor/1017088
[9] https://www.fibossensor.com/how-to-interface-a-100KG-Tonsion-Cell-with-arduino.html
[10] https://www.instructables.com/arduino-enasion-scale-with-40-kg-luggage--Cell/
