Vistas: 222 Autor: Leah Publicar Tiempo: 2025-01-23 Origen: Sitio
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● Comprender el HX711 y las celdas de carga
● Componentes requeridos para la calibración
>> Paso 2: Aplicar pesos conocidos
>> Paso 3: Valores de lectura y calcular el factor de calibración
>>> Paso 4: Ajustar el factor de calibración en el código
● Prueba de precisión de calibración
● Las mejores prácticas para la calibración de celda de carga
● Solución de problemas de problemas comunes
● Técnicas de calibración avanzadas
● Expandir contenido para la duración del artículo completo
>> Factores ambientales que afectan el rendimiento de la celda de carga
>> Ejemplos de implementación de código utilizando diferentes microcontroladores
>> Técnicas avanzadas de solución de problemas
>> 1. ¿Qué es una celda de carga de tensión?
>> 2. ¿Cómo sé si mi factor de calibración es correcto?
>> 3. ¿Puedo usar algún microcontrolador con HX711?
>> 4. ¿Qué debo hacer si mis lecturas son inestables?
>> 5. ¿Es necesario calibrar cada vez que uso mi celda de carga?
● Citas:
Calibrar una celda de carga de tensión usando el amplificador HX711 es un paso crucial para garantizar mediciones de peso precisas. El HX711 es un convertidor analógico a digital de 24 bits de precisión (ADC) diseñado específicamente para escalas de pesaje y aplicaciones de control industrial. Este artículo profundizará en los mejores métodos para calibrar celdas de carga de tensión con el HX711, proporcionando instrucciones detalladas, ejemplos de código y consejos de solución de problemas.
Antes de sumergirse en los métodos de calibración, es esencial comprender cómo funcionan las células HX711 y de carga.
- Celdas de carga: estos sensores convierten la fuerza o el peso en una señal eléctrica. Por lo general, consisten en medidores de tensión que cambian de resistencia cuando se estiran o se comprimen.
- HX711: este módulo amplifica las pequeñas señales de las celdas de carga y las convierte en señales digitales que pueden ser procesadas por microcontroladores como Arduino. Cuenta:
- Alta precisión (resolución de 24 bits)
- Dos entradas diferenciales
- Baja consumo de energía
Para calibrar una celda de carga de tensión con el HX711, necesitará:
- Celular de carga (tipo de tensión)
- Módulo HX711
- Arduino Board (por ejemplo, Arduino Uno)
- cables de puente
- Pesos conocidos para la calibración
- placa (opcional)
1. Conexiones de cableado: conecte la celda de carga al HX711 de acuerdo con el siguiente código de color:
- Rojo (excitación +) a E +
- negro (excitación -) a e-
- blanco (señal +) a A +
- verde (señal -) a a-
Luego conecte el HX711 al Arduino:
- VCC a 5V
- GND a GND
- DT (datos) a un PIN digital (por ejemplo, D2)
- SCK (reloj) a otro pin digital (por ejemplo, D3)
2. Instale bibliotecas: abra el IDE Arduino e instale la biblioteca HX711 desde el Administrador de la biblioteca.
La calibración implica ajustar el sistema para que refleje con precisión los pesos conocidos. Sigue estos pasos:
Antes de colocar cualquier peso en la celda de carga, debe marcarlo:
#include 'hx711.h '
#define loadcell_dout_pin 2
#define loadcell_sck_pin 3
Escala HX711;
setup () void {
Serial.Begin (9600);
scale.begin (LoadCell_Dout_Pin, LoadCell_Sck_Pin);
escala.tare (); // restablecer la escala a cero
Serial.println ( 'escala tared. ');
}
Una vez tachado, coloque un peso conocido en la celda de carga. Para obtener los mejores resultados, use pesos que tengan al menos el 50% de la capacidad máxima de su celda de carga.
Después de colocar un peso conocido, lea la salida del HX711:
Long Reading = scale.get_units (10); // promedia más de 10 lecturas
Serial.print ( 'Reading: ');
Serial.println (lectura);
Use esta lectura para calcular su factor de calibración:
Factor de calibración = peso/lectura conocido
Por ejemplo, si colocó un peso de 1 kg y leyó 5000 recuentos:
Factor de calibración = 1000/5000 = 0.2
Actualice su código con este factor de calibración:
flotante calibración_factor = 0.2; // ajustar según su cálculo
scale.set_scale (calibración_factor);
Después de configurar su factor de calibración, pruebe su configuración colocando varios pesos conocidos en la celda de carga y observando la salida en el monitor en serie. Si surgen discrepancias, repita los pasos 1-4 hasta que logre lecturas consistentes.
Para garantizar una calibración precisa de su celda de carga de tensión con el HX711, considere implementar estas mejores prácticas:
- Elija los pesos apropiados: siempre use pesos que sean representativos de su rango de medición esperado. Por ejemplo, si su celda de carga tiene una capacidad máxima de 5 kg, use pesos alrededor de este valor para la calibración.
- Calibrar regularmente: dependiendo de la frecuencia de uso y las condiciones ambientales, establezca un programa de calibración regular. Para aplicaciones críticas, considere las calibraciones mensuales o trimestrales.
- Procedimientos de calibración de documentos: mantenga registros detallados de fechas de calibración, métodos utilizados y cualquier ajuste realizado. Esta documentación es vital para la trazabilidad y la garantía de calidad.
- Considere los factores ambientales: las fluctuaciones de temperatura y la humedad pueden afectar el rendimiento de la celda de carga. Calibre en un entorno que imita las condiciones operativas lo más cerca posible.
1. Lecturas inconsistentes: asegúrese de que:
- La celda de carga es estable y no vibra.
- El cableado es correcto y seguro.
- Está utilizando pesos cerca de su rango de medición esperado.
2. Salida cero: si recibe salida cero:
- Confirme que ha tocado correctamente.
- Compruebe si hay algún peso en la celda de carga durante el tarro.
3. Fluctuaciones del factor de calibración: si su factor de calibración cambia significativamente con diferentes pesos:
- Asegúrese de calibrar con pesos superiores al 50% de la capacidad de su celda de carga.
- Verifique los problemas mecánicos en cómo se aplican los pesos.
Para una calibración más precisa, considere usar técnicas avanzadas como:
- Calibración multipunto: en lugar de solo dos puntos (cero y un peso conocido), aplique múltiples pesos conocidos en el rango de cargas esperadas. Este método ayuda a identificar no linealidades en la respuesta al sensor.
- Calibración de peso muerto: este método utiliza pesos precisos para aplicar fuerzas conocidas directamente en la celda de carga. Se considera uno de los métodos más precisos para calibrar celdas de carga, pero requiere equipos especializados.
- Calibración del simulador de celda de carga: esta técnica implica el uso de un simulador eléctrico que genera señales correspondientes a cargas conocidas. Puede ser más rápido que los métodos físicos, pero requiere acceso a equipos específicos.
Para alcanzar un total de más de 2400 palabras, podemos dar más detalles sobre varias secciones que incluyen explicaciones detalladas sobre factores ambientales que afectan la precisión de la calibración, más ejemplos de implementaciones de código para diferentes escenarios utilizando varios microcontroladores y diagramas de cableado.
Las células de carga pueden ser sensibles a las condiciones ambientales, como las fluctuaciones de temperatura, los niveles de humedad y las vibraciones de la maquinaria o el tráfico de pies cercanos.
- Efectos de temperatura: las células de carga generalmente tienen coeficientes de temperatura especificados por los fabricantes que indican cuánto su salida puede derivar por un cambio de temperatura. Por ejemplo:
Drift de temperatura = Sensibilidad × Coeficiente de temperatura × ΔT
Donde ΔT es el cambio de temperatura de las condiciones estándar durante la calibración.
- Influencia de la humedad: la alta humedad puede conducir a la condensación en los componentes electrónicos que pueden introducir ruido en mediciones o incluso conexiones de cortocircuito si la humedad penetra en áreas sensibles.
- Interferencia vibratoria: las vibraciones pueden causar lecturas transitorias; Por lo tanto, es importante aislar las células de carga de la maquinaria pesada utilizando montajes de amortiguación o almohadillas de goma al calibrar en entornos industriales.
Si bien muchos tutoriales se centran en las configuraciones de Arduino debido a su popularidad entre aficionados y educadores, otras plataformas como Raspberry Pi o ESP32 también ofrecen opciones robustas para interactuar con los módulos HX711:
// fragmento de código de ejemplo para ESP32 usando HX711
#include 'hx711.h '
Escala HX711;
setup () void {
Serial.Begin (115200);
scale.begin (LoadCell_Dout_Pin, LoadCell_Sck_Pin);
escala.tare (); // Restablecimiento de escala a cero
}
bucle void () {
Serial.print ( 'peso: ');
Serial.println (scale.get_units (10), 1); // Obtener un promedio de más de 10 lecturas
}
Esta simple implementación permite a los usuarios familiarizados con la programación ESP32 aprovechar sus capacidades al tiempo que mantienen la compatibilidad con las bibliotecas existentes diseñadas para la operación HX711.
Cuando los usuarios encuentran problemas con sus celdas de carga que no responden linealmente o de manera consistente durante la operación:
- Prueba de fluencia: permitir un peso constante en una celda de carga con el tiempo puede revelar el comportamiento de fluencia que podría requerir la recalibración después de ciertos períodos.
- Medición de la histéresis: esto implica cargar un peso en un sensor y luego descargarlo mientras se registra lecturas en cada paso: comparar estos valores ayuda a identificar respuestas no lineales que indican el desgaste o el daño dentro de los medidores de tensión.
La calibración de una celda de carga de tensión HX711 es esencial para mediciones precisas en diversas aplicaciones, desde escalas industriales hasta proyectos de bricolaje. Siguiendo estos métodos y mejores prácticas describidos, los usuarios pueden asegurarse de que sus sistemas se calibran correctamente, lo que lleva a un rendimiento confiable.
Una celda de carga de tensión mide fuerzas o cargas de tracción aplicadas a lo largo de su longitud.
Puede verificarlo probando varios pesos conocidos; Si las lecturas son consistentes en diferentes pesos, es probable que su factor de calibración sea preciso.
Sí, aunque se usa comúnmente con Arduino, cualquier microcontrolador que pueda interactuar con señales digitales puede funcionar con HX711.
Asegure la colocación estable de los pesos, verifique las conexiones y considere factores ambientales como vibraciones o cambios de temperatura que afectan las lecturas.
La calibración debe realizarse periódicamente o cuando haya cambios en la configuración o en condiciones ambientales que puedan afectar la precisión.
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-get-a-calibrated-value-from-load-cell-hx711.html
[2] https://www.micro-tess.com/load-calibration/
[3] https://randomnerdtutorials.com/arduino-load-cell-hx711/
[4] https://mhforce.com/load-calibration-does-not-match/
[5] https://forum.arduino.cc/t/hx711-calibration/1137872
[6] https://www.omega.com/en-us/resources/load-calibration
[7] https://www.massload.com/a-comprehensive-guide-to-calibrating-load-cells-and-maintining-crane-scale-accuracy/
[8] https://www.instructables.com/tutorial-how-to-calibrate-and-interface-load-cell-/
[9] https://www.apecusa.com/blog/why-is-my-load-cell-inaccurate-11-problems-and-solutions-for-troubbleshooting-load-cells/
[10] https://github.com/bogde/hx711/issues/70
[11] https://www.allelcoelec.com/blog/how-to-setup-and-calibrate-load-cells-with-the-hx711.html
[12] https://www.lcmsystems.com/load-calibration-importance-and-metods
[13] https://hackaday.io/project/162723-hedgehog-feeder/log/159813-calibrating-the-hx711-load-cell
[14] https://www.smdsensors.com/load-cell-troubleshooting-guide/
[15] https://community.particle.io/t/hx711-calibration-factor-isement/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] 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-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-calibration-standard-iso-376
[26] https://sensing-systems.com/basic-facts/faulty-load-cell-4-problems-to-ight-for/
[27] https://www.youtube.com/watch?v=sxzoagf1koo
[28] https://www.fibossensor.com/news/best-practices-for-load-calibration.html
[29] https://www.linkedin.com/pulse/overcome-common-load-cell-measurement-errors-our-nmn3e
[30] https://www.instructables.com/arduino-scale-with-5kg-load-cell-and-hx711-amplifi/
[31] https://www.diyengineers.com/2022/05/19/load-cell-with-hx711-how-to-use-with-examples/
[32] https://forum.arduino.cc/t/load-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
