Nabídka obsahu
● Porozumění HX711 a nakládat buňky
● Komponenty potřebné pro kalibraci
● Nastavení systému
● Kalibrační proces
>> Krok 1: Tahování stupnice
>> Krok 2: Použití známých závaží
>> Krok 3: Hodnoty čtení a výpočet kalibračního faktoru
>>> Krok 4: Úpravy kalibračního faktoru v kódu
● Testování přesnosti kalibrace
● Osvědčené postupy pro kalibraci zatížení buněk
● Odstraňování problémů s běžnými problémy
● Pokročilé kalibrační techniky
● Rozšiřování obsahu po celé délce článku
>> Environmentální faktory ovlivňující výkon zatížení buněk
>> Příklady implementace kódu pomocí různých mikrokontrolérů
>> Pokročilé techniky odstraňování problémů
● Závěr
● FAQ
>> 1. Co je to napěťová zatížení?
>> 2. Jak zjistím, zda je můj kalibrační faktor správný?
>> 3. mohu použít jakýkoli mikrokontrolér s HX711?
>> 4. Co bych měl dělat, pokud jsou moje čtení nestabilní?
>> 5. Je nutné kalibrovat pokaždé, když používám svou zatížení?
● Citace:
Kalibrace napínacího zátěžového buňky pomocí zesilovače HX711 je rozhodujícím krokem k zajištění přesného měření hmotnosti. HX711 je přesný 24bitový analogový digitální převodník (ADC) navržený speciálně pro váhové stupnice a průmyslové kontrolní aplikace. Tento článek se ponoří do nejlepších metod pro kalibraci napínacích buněk HX711 a poskytne podrobné pokyny, příklady kódu a tipy na odstraňování problémů.
Porozumění HX711 a nakládat buňky
Před ponořením do kalibračních metod je nezbytné pochopit, jak fungují HX711 a zatížení.
- Zatížení buněk: Tyto senzory převádějí sílu nebo hmotnost na elektrický signál. Obvykle se skládají z napětí, které mění odpor při natažení nebo stlačení.
- HX711: Tento modul zesiluje malé signály z nakládacích buněk a převádí je na digitální signály, které lze zpracovat mikrokontroléry, jako je Arduino. To má:
- Vysoká přesnost (24bitové rozlišení)
- Dva diferenciální vstupy
- nízká spotřeba energie
Komponenty potřebné pro kalibraci
Chcete -li kalibrovat napěťovou zatížení buňkou s HX711, budete potřebovat:
- Načíst buňka (typ napětí)
- Modul HX711
- Arduino Board (např. Arduino Uno)
- propojovací dráty
- Známé hmotnosti pro kalibraci
- Breadboard (volitelné)
Nastavení systému
1. Připojení zapojení: Připojte zatížení k HX711 podle následujícího barevného kódu:
- červená (excitace +) na E +
- černá (excitace -)
- bílá (signál +) na A +
- zelená (signál -) do a-
Poté připojte HX711 k Arduino:
- VCC na 5V
- GND to GND
- DT (data) na digitální pin (např. D2)
- SCK (hodiny) na další digitální pin (např. D3)
2. Instalace knihoven: Otevřete Arduino IDE a nainstalujte knihovnu HX711 z knihovny.
Kalibrační proces
Kalibrace zahrnuje úpravu systému tak, aby přesně odrážel známé hmotnosti. Postupujte podle těchto kroků:
Krok 1: Tahování stupnice
Před vložením jakékoli hmotnosti na zatížení buňky musíte ji naklouznout:
#include 'hx711.h '
#define loadcell_dout_pin 2
#define LoadCell_SCK_PIN 3
Měřítko HX711;
Naid Setup () {
Serial.begin (9600);
Scale.begin (loadcell_dout_pin, loadcell_sck_pin);
Scale.tare (); // resetujte měřítko na nulu
Serial.println ( 'Scale Tared. ');
}
Krok 2: Použití známých závaží
Jakmile se napodobuje, položte známou hmotnost na zatížení. Pro dosažení nejlepších výsledků použijte hmotnosti, které jsou nejméně 50% maximální kapacity vaší zatížení.
Krok 3: Hodnoty čtení a výpočet kalibračního faktoru
Po umístění známé hmotnosti si přečtěte výstup z HX711:
dlouhé čtení = měřítko.get_units (10); // Průměr přes 10 odečtů
Serial.print ( 'Reading: ');
Serial.println (čtení);
K výpočtu kalibračního faktoru použijte toto čtení:
Kalibrační faktor = známá hmotnost/čtení
Pokud například umístíte hmotnost 1 kg a přečtete si počty 5000:
Kalibrační faktor = 1000/5000 = 0,2
Krok 4: Úpravy kalibračního faktoru v kódu
Aktualizujte svůj kód tímto kalibračním faktorem:
float calibration_factor = 0,2; // upravte na základě vašeho výpočtu
Scale.set_Scale (Calibration_Factor);
Testování přesnosti kalibrace
Po nastavení kalibračního faktoru vyzkoušejte své nastavení umístěním různých známých hmotností na zatížení a pozorováním výstupu do sériového monitoru. Pokud vzniknou nesrovnalosti, opakujte kroky 1-4, dokud nedosáhnete konzistentních hodnot.
Osvědčené postupy pro kalibraci zatížení buněk
Chcete -li zajistit přesnou kalibraci vaší napětí zatížení buňky s HX711, zvažte implementaci těchto osvědčených postupů:
- Vyberte vhodné hmotnosti: Vždy používejte hmotnosti, které jsou reprezentativní pro váš očekávaný rozsah měření. Například pokud má vaše zatížení maximální kapacitu 5 kg, použijte pro kalibraci hmotnosti kolem této hodnoty.
- Kalibrujte pravidelně: V závislosti na frekvenci využití a podmínkách prostředí vytvořte pravidelný plán kalibrace. Pro kritické aplikace zvažte měsíční nebo čtvrtletní kalibrace.
- Postupy kalibrace dokumentu: Udržujte podrobné záznamy o datech kalibrace, použitých metodách a všech provedených úpravách. Tato dokumentace je zásadní pro sledovatelnost a zajištění kvality.
- Zvažte faktory prostředí: Kolísání teploty a vlhkost mohou ovlivnit výkon zatížení buněk. Kalibrujte v prostředí, které napodobuje co nejblíže provozní podmínky.
Odstraňování problémů s běžnými problémy
1. Nekonzistentní čtení: Ujistěte se, že:
- Zatěžovací buňka je stabilní a nevibrující.
- Zapojení je správné a bezpečné.
- Používáte váhy blízké očekávanému rozsahu měření.
2. Nulový výstup: Pokud obdržíte nulový výstup:
- Potvrďte, že máte správně.
- Zkontrolujte, zda je na zatížení během taringu nějaká hmotnost.
3. kalibrační faktorové fluktuace: Pokud se váš kalibrační faktor významně změní s různými hmotnostmi:
- Ujistěte se, že kalibrujete hmotností větší než 50% kapacity vaší zatížení.
- Zkontrolujte mechanické problémy v tom, jak se uplatňují hmotnosti.
Pokročilé kalibrační techniky
Pro přesnější kalibraci zvažte použití pokročilých technik, jako jsou:
- Multipoint kalibrace: Namísto pouhých dvou bodů (nula a jedna známá hmotnost) aplikujte více známých hmotností v rozsahu očekávaných zatížení. Tato metoda pomáhá identifikovat nelinearity v reakci senzoru.
- Kalibrace mrtvé váhy: Tato metoda používá přesné hmotnosti k aplikaci známých sil přímo na zatížení. Je považována za jednu z nejpřesnějších metod pro kalibraci zatížení, ale vyžaduje specializované vybavení.
- Kalibrace simulátoru zatížení buněk: Tato technika zahrnuje použití elektrického simulátoru, který generuje signály odpovídající známým zatížením. Může to být rychlejší než fyzické metody, ale vyžaduje přístup k konkrétnímu vybavení.
Rozšiřování obsahu po celé délce článku
Abychom dosáhli celkem více než 2400 slov, můžeme dále rozpracovat několik sekcí, včetně podrobných vysvětlení faktorů prostředí ovlivňujících přesnost kalibrace, více příkladů implementací kódu pro různé scénáře pomocí různých mikrokontrolérů za arduino (jako ESP32), Pokročilé techniky pro odstraňování problémů nebo smluvních problémů, a také ilustrace, a také i navíc, a také další pódium, a také další sestavy nebo obrazy, a také další pódium, a také další pódium, které jsou i navíc, a také další póje, které jsou i navíc, a také další. a schémata zapojení.
Environmentální faktory ovlivňující výkon zatížení buněk
Zátěžové buňky mohou být citlivé na podmínky prostředí, jako jsou kolísání teploty, úroveň vlhkosti a vibrace z okolního stroje nebo pěšího provozu.
- Teplotní účinky: Zátěžové buňky mají obvykle teplotní koeficienty specifikované výrobci, které naznačují, do jaké míry se jejich výstup může posunout na změnu teploty na stupeň. Například:
Drift teploty = citlivost × teplotní koeficient × Δt
Kde AT je změna teploty ze standardních podmínek během kalibrace.
- Vliv vlhkosti: Vysoká vlhkost může vést k kondenzaci na elektronických komponentách, které mohou zavést šum do měření nebo dokonce zkratových připojení, pokud vlhkost proniká citlivými oblastmi.
- Vibrační rušení: Vibrace mohou způsobit přechodné odečty; Při kalibraci v průmyslovém prostředí je tedy důležité izolovat zatížení z těžkých strojů pomocí tlumicích úchytů nebo gumových polštářů.
Příklady implementace kódu pomocí různých mikrokontrolérů
Zatímco mnoho tutoriálů se zaměřuje na nastavení Arduino kvůli jejich popularitě mezi fandy a pedagogy, další platformy, jako jsou Raspberry Pi nebo ESP32, také nabízejí robustní možnosti pro propojení s moduly HX711:
// Příklad úryvek kódu pro ESP32 pomocí HX711
#include 'hx711.h '
Měřítko HX711;
Naid Setup () {
Serial.begin (115200);
Scale.begin (loadcell_dout_pin, loadcell_sck_pin);
Scale.tare (); // resetování stupnice na nulu
}
void loop () {
Serial.print ( 'váha: ');
Serial.println (Scale.get_units (10), 1); // Získejte průměr více než 10 odečtů
}
Tato jednoduchá implementace umožňuje uživatelům seznámitům s programováním ESP32, aby využili jeho schopnosti a přitom zachovali kompatibilitu s existujícími knihovnami určenými pro provoz HX711.
Pokročilé techniky odstraňování problémů
Když uživatelé narazí na problémy s jejich zatížením buňkami, které během provozu lineárně nebo důsledně reagují:
- Testování dotvarování: Umožnění konstantní hmotnosti na zatížení v průběhu času může odhalit chování tečení, které by mohlo vyžadovat rekalibraci po určitých obdobích.
- Měření hystereze: To zahrnuje načtení hmotnosti do senzoru, poté ji vyloží při zaznamenávání odečtů v každém kroku- srovnání těchto hodnot pomáhá identifikovat nelineární odpovědi svědčící o opotřebení nebo poškození v deformačních měřicích.
Závěr
Kalibrace napínací buňky HX711 je nezbytná pro přesná měření v různých aplikacích, od průmyslových měřítek po projekty pro kutily. Dodržováním těchto nastíněných metod a osvědčených postupů mohou uživatelé zajistit správné kalibrování jejich systémů, což vede k spolehlivému výkonu.
FAQ
1. Co je to napěťová zatížení?
Napínací buňka měří tahové síly nebo zatížení aplikované podél jeho délky.
2. Jak zjistím, zda je můj kalibrační faktor správný?
Můžete to ověřit testováním různých známých hmotností; Pokud jsou hodnoty konzistentní napříč různými hmotnostmi, váš kalibrační faktor je pravděpodobně přesný.
3. mohu použít jakýkoli mikrokontrolér s HX711?
Ano, i když se běžně používá u Arduino, může s HX711 pracovat jakýkoli mikrokontrolér, který může propojit s digitálními signály.
4. Co bych měl dělat, pokud jsou moje čtení nestabilní?
Zajistěte stabilní umístění hmotností, kontrolu připojení a zvažte faktory prostředí, jako jsou vibrace nebo změny teploty, které ovlivňují odečty.
5. Je nutné kalibrovat pokaždé, když používám svou zatížení?
Kalibrace by měla být prováděna pravidelně nebo kdykoli dojde ke změnám v podmínkách nastavení nebo prostředí, které by mohly ovlivnit přesnost.
Citace:
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-get-a-calibroted-value--load--bull-hx711.html
[2] https://www.micro-tess.com/load-cell-calibration/
[3] https://randomnerdTutorials.com/arduino-load-cell-hx711/
[4] https://mhforce.com/load-Cell-Calibration-dot-mach/
[5] https://forum.arduino.cc/t/hx711-calibration/1137872
[6] https://www.omega.com/en-us/resources/load-cell-kalibrace
[7] https://www.massload.com/a-comprehensive-Guide-to-calibrating--Cells-and-Crane-Scale-accuracy/
[8] https://www.instructables.com/Tutorial-how-to-calibrate-and-nica-load-cell-//
[9] https://www.apecusa.com/blog/why-is-my-load-cell-incurate-11-problems-and-solutions-for-odstraňovací--Cells/
[10] https://github.com/bogde/hx711/issues/70
[11] https://www.allcoelec.com/blog/how-to-se-p-ac-co-load-cells-with-the-hx711.html
[12] https://www.lcmsystems.com/load-cell-calibration-importance-and-trews
[13] https://hackaday.io/project/162723-hedgehog-feeder/log/159813-kalibrace-the-hx711--cell
[14] https://www.smdsensors.com/load-cell-blebleleshing-guide/
[15] https://community.particle.io/t/hx711-Calibration-factor-issue/56921
[16] https://www.youtube.com/watch?v=AWSBMUPJSC
[17] https://www.phidgets.com/docs/calibrating_load_cells
[18] https://www.youtube.com/watch?v=ZWJW_BTFIUC
[19] https://activescale.com/common-causes-of-load-cell-malfunction/
[20] https://gist.github.com/matt448/14D118E2FC5B6217DA11
[21] https://randomnerdTutorials.com/esp32-load-cell-hx711/
[22] https://mhforce.com/force-training-programs/load-cell-calibration/
[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-kalibrace-standard-ISO-376
[26] https://sensing-systems.com/basic-facts/faulty-load-4-problems-to-took-for/
[27] https://www.youtube.com/watch?v=SXZOAGF1KOOO
[28] https://www.fibossensor.com/news/best-pactices-for-load-cell-calibration.html
[29] https://www.linkedin.com/pulse/overcome-common-load-cell-measurement-errors-nmn3e
[30] https://www.instructables.com/arduino-scale-with-load-Cell-and--hx711-amplifi/
[31] https://www.diyengineers.com/2022/05/19/load-cell-with-hx711-use-use-with-examples/
[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
