Comment utiliser une cellule de charge avec Arduino?

Menu de contenu

● Introduction

● Qu'est-ce qu'une cellule de charge?

>> Types de cellules de charge

● Composants nécessaires

● Câblage de la cellule de charge à Arduino

>> Étape 1: Connectez la cellule de chargement au HX711

>> Étape 2: Connectez le HX711 à Arduino

● Programmation de l'Arduino

>> Étape 1: Installez la bibliothèque HX711

>> Étape 2: Téléchargez le code

● Tester la configuration

● Étalonnage

● Applications de cellules de charge avec Arduino

● Dépannage des problèmes communs

● Projets avancés avec des cellules de charge

● Conclusion

● Questions fréquemment posées

>> 1. Quel est le poids maximum qu'un cellule de charge peut mesurer?

>> 2. Comment puis-je calibrer ma cellule de charge?

>> 3. Puis-je utiliser plusieurs cellules de charge avec un arduino?

>> 4. Que dois-je faire si ma cellule de chargement ne donne pas de lectures?

>> 5. Puis-je utiliser une cellule de charge pour mesurer la force?

Introduction

Dans le monde des projets d'électronique et de bricolage, les cellules de charge sont des composants essentiels pour mesurer le poids et la force. Lorsqu'ils sont combinés avec un Arduino, ils peuvent être utilisés pour créer diverses applications, de simples échelles de pesée aux systèmes de mesure de force complexes. Cet article vous guidera tout au long du processus d'utilisation d'une cellule de charge avec Arduino, couvrant tout à partir des bases de Chargez des cellules à la mise en œuvre étape par étape d'un projet d'échelle de pesée.

Qu'est-ce qu'une cellule de charge?

Une cellule de charge est un type de transducteur qui convertit une force ou un poids en signal électrique. Le type de cellule de charge le plus courant est la cellule de charge de la jauge de déformation, qui utilise le principe des jauges de contrainte pour mesurer la déformation. Lorsqu'une charge est appliquée à la cellule de charge, elle se déforme légèrement, provoquant un changement de résistance dans les jauges de contrainte. Ce changement de résistance est ensuite converti en un signal électrique qui peut être mesuré et traité.

Types de cellules de charge

1. Cellules de charge de compression: ces cellules de charge mesurent la force appliquée de manière compressive. Ils sont souvent utilisés dans les applications où la charge est appliquée verticalement.

2. Cellules de charge de tension: ces cellules de charge mesurent la force appliquée de manière tractionuse. Ils sont utilisés dans les applications où la charge est tirée.

3. Cellules de charge du faisceau de cisaillement: ces cellules de charge mesurent la force appliquée dans une direction de cisaillement. Ils sont couramment utilisés dans les applications industrielles.

4. cellules de charge du faisceau de flexion: ces cellules de charge mesurent la flexion d'un faisceau sous charge. Ils sont souvent utilisés à l'échelle de pesée.

Composants nécessaires

Pour configurer une cellule de charge avec Arduino, vous aurez besoin des composants suivants:

◆ Cellule de chargement: une cellule de chargement de jauge de contrainte adaptée à votre application.

◆ Amplificateur HX711: Il s'agit d'un convertisseur analogique à numérique 24 bits de précision (ADC) qui est couramment utilisé avec les cellules de charge pour amplifier les petits signaux produits par la cellule de charge.

◆ Board Arduino: Toute carte Arduino, comme Arduino Uno, Mega ou Nano, fonctionnera.

◆ Fils de planche à pain et de cavalier: pour établir des connexions entre les composants.

◆ Alimentation électrique: Selon votre cellule de chargement et votre configuration Arduino, vous pouvez avoir besoin d'une alimentation externe.

Câblage de la cellule de charge à Arduino

Étape 1: Connectez la cellule de chargement au HX711

La cellule de charge a généralement quatre fils: rouge, noir, blanc et vert. Le câblage est le suivant:

◆ Fil rouge: Connectez-vous à E + (excitation positive) sur le HX711.

◆ Fil noir: connectez-vous à E- (excitation négative) sur le HX711.

◆ Fil blanc: connectez-vous à A- (signal négatif) sur le HX711.

◆ Fil vert: connectez-vous à A + (signal positif) sur le HX711.

Étape 2: Connectez le HX711 à Arduino

Ensuite, connectez le HX711 à l'Arduino. Les connexions typiques sont:

◆ VCC: Connectez-vous à la broche 5V sur l'Arduino.

◆ GND: Connectez-vous à la broche GND sur l'Arduino.

◆ DT (données): connectez-vous à une broche numérique sur l'Arduino (par exemple, broche 2).

◆ SCK (horloge): Connectez-vous à une autre broche numérique sur l'Arduino (par exemple, broche 3).

Programmation de l'Arduino

Étape 1: Installez la bibliothèque HX711

Pour communiquer avec le HX711, vous devrez installer la bibliothèque HX711. Vous pouvez le faire via l'arduino IDE:

1. Ouvrez l'ide Arduino.

2. Allez dans Sketch> Inclure la bibliothèque> Gérer les bibliothèques.

3. Dans le gestionnaire de bibliothèque, recherchez 'HX711 ' et installez la bibliothèque par Bogdan Necula.

Étape 2: Téléchargez le code

1. Connectez votre Arduino à votre ordinateur à l'aide d'un câble USB.

2. Sélectionnez la carte et le port corrects dans l'ide Arduino.

3. Cliquez sur le bouton Télécharger pour télécharger le code sur votre Arduino.

Tester la configuration

Une fois le code téléchargé, ouvrez le moniteur série dans l'ide Arduino (définissez le taux de bauds sur 9600). Vous devriez voir le poids affiché en grammes. Placez un poids connu sur la cellule de charge pour tester sa précision.

Étalonnage

Pour vous assurer des mesures précises, vous devrez calibrer votre cellule de chargement. L'étalonnage consiste à régler un poids connu et à ajuster le facteur d'échelle de votre code. Voici comment le faire:

1. Placez un poids connu sur la cellule de charge.

2. Notez la lecture affichée dans le moniteur en série.

3. Calculez le facteur d'échelle à l'aide de la formule:

Facteur d'échelle = Peste connu à partir de charges de chargement de cellules = lecture à partir de la charge de charge connue

4. Mettez à jour le facteur d'échelle de votre code à l'aide de Scale.Set_Scale (SCALE_FACTOR);.

Applications de cellules de charge avec Arduino

Les cellules de charge peuvent être utilisées dans diverses applications, notamment:

1. Échelles de pesée: Créez des échelles de pesée numériques à usage de cuisine ou industrielle.

2. Mesure de la force: mesurez la force appliquée dans diverses expériences ou applications.

3. Surveillance de la charge: surveillez la charge sur les structures ou les véhicules.

4. Robotique: utilisez des cellules de charge dans des applications robotiques pour mesurer la distribution du poids.

5. Automatisation industrielle: intégrer les cellules de charge dans des systèmes automatisés pour le contrôle de la qualité et la surveillance des processus.

Dépannage des problèmes communs

1. Lectures inexactes: assurez-vous que la cellule de charge est correctement calibrée et qu'il n'y a pas d'interférences mécaniques. Vérifiez toutes les obstructions physiques qui peuvent affecter les performances de la cellule de charge.

2. Aucune sortie: vérifiez toutes les connexions et assurez-vous que le HX711 est correctement alimenté. Vérifiez que l'Arduino reçoit de l'énergie et que les bonnes épingles sont utilisées.

3. Lectures fluctuantes: cela peut être causé par le bruit électrique. Assurez-vous que le câblage est sécurisé et envisagez d'utiliser des câbles blindés. De plus, essayez de minimiser la distance entre la cellule de charge et le HX711 pour réduire les interférences.

4. Surcharge: si la cellule de charge est soumise à des poids au-delà de sa capacité nominale, il peut être endommagé. Assurez-vous toujours que la charge appliquée ne dépasse pas les spécifications de la cellule de charge.

5. Problèmes logiciels: si les lectures sont incohérentes, vérifiez le code pour toute erreur. Assurez-vous que la bibliothèque HX711 est correctement installée et que les broches sont définies correctement dans le code.

Projets avancés avec des cellules de charge

Une fois que vous avez maîtrisé les bases de l'utilisation d'une cellule de charge avec Arduino, vous pouvez explorer des projets plus avancés. Voici quelques idées:

1. Échelle de pesée intelligente: intégrez un module d'affichage (comme un LCD ou OLED) pour montrer le poids en temps réel. Vous pouvez également ajouter des fonctionnalités telles que la fonctionnalité de tare et la conversion unitaire (grammes en livres).

2. Système de journalisation des données: utilisez un module de carte SD pour enregistrer les données de poids au fil du temps. Cela peut être utile pour surveiller les changements de poids dans diverses applications, tels que le suivi de la consommation alimentaire ou de l'inventaire de surveillance.

3. Mesure du poids sans fil: implémentez un module de communication sans fil (comme un module ESP8266 ou Bluetooth) pour envoyer des données de poids à un smartphone ou à un ordinateur pour une surveillance à distance.

4. Système d'alimentation automatisé: combinez une cellule de charge avec un mangeoire motorisé pour créer un système d'alimentation automatisé pour les animaux de compagnie ou le bétail. Le système peut dispenser une quantité spécifique de nourriture en fonction des mesures de poids.

5. Mesure de la force en robotique: utilisez des cellules de charge dans les bras robotiques pour mesurer la force exercée pendant les tâches. Cela peut aider à programmer le robot pour gérer les objets délicats sans les endommager.

Conclusion

L'utilisation d'une cellule de charge avec Arduino ouvre un monde de possibilités de mesure du poids et de la force dans diverses applications. En suivant les étapes décrites dans cet article, vous pouvez configurer avec succès une cellule de chargement et créer votre propre échelle de pesée ou un système de mesure de force. Avec une certaine créativité, vous pouvez étendre ce projet en applications plus complexes, ce qui en fait un ajout précieux à votre boîte à outils électronique.

Questions fréquemment posées

1. Quel est le poids maximum qu'un cellule de charge peut mesurer?

Le poids maximum qu'un cellule de charge peut mesurer dépend de ses spécifications. Les cellules de chargement se présentent à diverses capacités, allant de quelques grammes à plusieurs tonnes. Vérifiez toujours la fiche technique de la cellule de charge que vous utilisez pour déterminer sa charge maximale.

2. Comment puis-je calibrer ma cellule de charge?

Pour calibrer votre cellule de charge, placez-y un poids connu et notez la lecture affichée sur l'Arduino. Calculez le facteur d'échelle à l'aide de la formule: facteur d'échelle = poids / lecture connu de la cellule de charge. Mettez à jour le facteur d'échelle de votre code en conséquence.

3. Puis-je utiliser plusieurs cellules de charge avec un arduino?

Oui, vous pouvez utiliser plusieurs cellules de charge avec un Arduino, mais vous devrez utiliser plusieurs modules HX711, car chaque HX711 ne peut gérer qu'une seule cellule de charge. Vous pouvez connecter plusieurs modules HX711 à différentes broches sur l'Arduino et les lire séparément dans votre code.

4. Que dois-je faire si ma cellule de chargement ne donne pas de lectures?

Si votre cellule de chargement ne donne aucune lecture, vérifiez toutes les connexions pour vous assurer qu'elles sont sécurisées. Vérifiez que le HX711 est correctement alimenté et que l'Arduino fonctionne. De plus, assurez-vous que la cellule de charge n'est pas surchargée ou endommagée.

5. Puis-je utiliser une cellule de charge pour mesurer la force?

Oui, les cellules de charge peuvent être utilisées pour mesurer la force. En appliquant une force sur la cellule de charge, il produira une lecture de poids correspondante. Cela peut être utile dans diverses applications, telles que tester les matériaux ou mesurer la force exercée par un système mécanique.