Vues: 222 Auteur: Leah Publish Heure: 2025-01-23 Origine: Site
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● Comprendre le HX711 et les cellules de chargement
● Composants requis pour l'étalonnage
>> Étape 2: Appliquer des poids connus
>> Étape 3: Valeurs de lecture et calcul du facteur d'étalonnage
>>> Étape 4: ajustement du facteur d'étalonnage dans le code
● Tester la précision de l'étalonnage
● Meilleures pratiques pour l'étalonnage des cellules de chargement
● Dépannage des problèmes communs
● Techniques d'étalonnage avancées
● Expansion du contenu pour une durée complète de l'article
>> Facteurs environnementaux affectant les performances des cellules de charge
>> Exemples d'implémentation de code utilisant différents microcontrôleurs
>> Techniques de dépannage avancées
● FAQ
>> 1. Qu'est-ce qu'une cellule de charge de tension?
>> 2. Comment savoir si mon facteur d'étalonnage est correct?
>> 3. Puis-je utiliser un microcontrôleur avec HX711?
>> 4. Que dois-je faire si mes lectures sont instables?
>> 5. Est-il nécessaire de calibrer chaque fois que j'utilise ma cellule de chargement?
L'étalonnage d'une cellule de charge de tension à l'aide de l'amplificateur HX711 est une étape cruciale pour assurer des mesures de poids précises. Le HX711 est un convertisseur analogique-numérique 24 bits de précision (ADC) conçu spécifiquement pour les échelles de pesée et les applications de contrôle industriel. Cet article se plongera dans les meilleures méthodes pour calibrer les cellules de charge de tension avec le HX711, fournissant des instructions détaillées, des exemples de code et des conseils de dépannage.
Avant de plonger dans les méthodes d'étalonnage, il est essentiel de comprendre le fonctionnement du HX711 et des cellules de charge.
- Cellules de charge: ces capteurs convertissent la force ou le poids en un signal électrique. Ils se composent généralement de jauges de contrainte qui modifient la résistance lorsqu'ils sont étirés ou comprimés.
- HX711: Ce module amplifie les petits signaux des cellules de charge et les convertit en signaux numériques qui peuvent être traités par des microcontrôleurs comme Arduino. Il s'agit de fonctionnalités:
- haute précision (résolution 24 bits)
- Deux entrées différentielles
- faible consommation d'énergie
Pour calibrer une cellule de charge de tension avec le HX711, vous aurez besoin:
- cellule de chargement (type de tension)
- Module HX711
- Board Arduino (par exemple, Arduino Uno)
- Fils de cavalier
- Poids connus pour l'étalonnage
- planche à pain (en option)
1. Connexions de câblage: connectez la cellule de chargement au HX711 en fonction du code couleur suivant:
- rouge (excitation +) à e +
- noir (excitation -) à e-
- blanc (signal +) à A +
- vert (signal -) à a-
Connectez ensuite le HX711 à l'Arduino:
- VCC à 5V
- GND à GND
- DT (données) à une broche numérique (par exemple, d2)
- SCK (horloge) à une autre broche numérique (par exemple, D3)
2. Installez les bibliothèques: ouvrez l'ide Arduino et installez la bibliothèque HX711 à partir du gestionnaire de bibliothèque.
L'étalonnage consiste à ajuster le système afin qu'il reflète avec précision les poids connus. Suivez ces étapes:
Avant de placer n'importe quel poids sur la cellule de charge, vous devez l'emporter:
#include 'hx711.h '
#define loadcell_dout_pin 2
#define loadcell_sck_pin 3
Échelle HX711;
void setup () {
Serial.begin (9600);
Scale.Begin (LoadCell_Dout_Pin, LoadCell_SCK_PIN);
scale.tare (); // Réinitialise l'échelle à zéro
Serial.println ( 'échelle Tared. ');
}
Une fois Tared, placez un poids connu sur la cellule de charge. Pour de meilleurs résultats, utilisez des poids qui représentent au moins 50% de la capacité maximale de votre cellule de charge.
Après avoir placé un poids connu, lisez la sortie du HX711:
Long Reading = Scale.get_units (10); // en moyenne plus de 10 lectures
Serial.print ( 'Reading: ');
Serial.println (lecture);
Utilisez cette lecture pour calculer votre facteur d'étalonnage:
Facteur d'étalonnage = poids / lecture connu
Par exemple, si vous avez placé un poids de 1 kg et lire 5000 comptes:
Facteur d'étalonnage = 1000/5000 = 0,2
Mettez à jour votre code avec ce facteur d'étalonnage:
float calibration_factor = 0,2; // ajustez en fonction de votre calcul
scale.set_scale (calibration_factor);
Après avoir réglé votre facteur d'étalonnage, testez votre configuration en plaçant divers poids connus sur la cellule de charge et en observant la sortie dans le moniteur en série. Si des écarts surviennent, répétez les étapes 1 à 4 jusqu'à ce que vous atteigniez des lectures cohérentes.
Pour assurer un étalonnage précis de votre cellule de chargement de tension avec le HX711, pensez à mettre en œuvre ces meilleures pratiques:
- Choisissez des poids appropriés: utilisez toujours des poids représentatifs de votre plage de mesure attendue. Par exemple, si votre cellule de charge a une capacité maximale de 5 kg, utilisez des poids autour de cette valeur pour l'étalonnage.
- Calibrez régulièrement: selon la fréquence d'utilisation et les conditions environnementales, établissez un calendrier d'étalonnage régulier. Pour les applications critiques, envisagez des étalonnages mensuels ou trimestriels.
- Procédures d'étalonnage de documents: Tenez les enregistrements détaillés des dates d'étalonnage, les méthodes utilisées et tout ajustement effectué. Cette documentation est vitale pour la traçabilité et l'assurance qualité.
- Considérez les facteurs environnementaux: les fluctuations de la température et l'humidité peuvent affecter les performances des cellules de charge. Calibrez dans un environnement qui imite les conditions opérationnelles aussi étroitement que possible.
1. Lectures incohérentes: assurez-vous que:
- La cellule de charge est stable et non vibrante.
- Le câblage est correct et sécurisé.
- Vous utilisez des poids proches de votre plage de mesure attendue.
2. Sortie nulle: si vous recevez une sortie nulle:
- Confirmez que vous avez correctement survécu.
- Vérifiez s'il y a du poids sur la cellule de charge pendant le taring.
3. Factuations du facteur d'étalonnage: Si votre facteur d'étalonnage change de manière significative avec différents poids:
- Assurez-vous que vous calibrez avec des poids supérieurs à 50% de la capacité de votre cellule de charge.
- Vérifiez les problèmes mécaniques dans la façon dont les poids sont appliqués.
Pour un étalonnage plus précis, envisagez d'utiliser des techniques avancées telles que:
- Calibration multipoint: au lieu de seulement deux points (zéro et un poids connu), appliquez plusieurs poids connus sur la plage des charges attendues. Cette méthode aide à identifier les non-linéarités dans la réponse des capteurs.
- Calibrage de poids mort: cette méthode utilise des poids précis pour appliquer des forces connues directement sur la cellule de charge. Il est considéré comme l'une des méthodes les plus précises pour calibrer les cellules de charge mais nécessite un équipement spécialisé.
- Calibration du simulateur de cellules de charge: Cette technique implique l'utilisation d'un simulateur électrique qui génère des signaux correspondant à des charges connues. Il peut être plus rapide que les méthodes physiques mais nécessite un accès à un équipement spécifique.
Pour atteindre un total de plus de 2400 mots, nous pouvons élaborer davantage sur plusieurs sections, notamment des explications détaillées sur les facteurs environnementaux affectant la précision d'étalonnage, plus d'exemples d'implémentations de code pour différents scénarios en utilisant divers microcontrôleurs au-delà de l'Arduino (comme ESP32), des techniques de dépression avancé Configurations et schémas de câblage.
Les cellules de charge peuvent être sensibles aux conditions environnementales telles que les fluctuations de température, les niveaux d'humidité et les vibrations des machines voisines ou du trafic piétonnier.
- Effets de la température: les cellules de charge ont généralement des coefficients de température spécifiés par les fabricants qui indiquent combien leur sortie peut dériver par degré de changement de température. Par exemple:
Dérive de température = Sensibilité × Coefficient de température × ΔT
Où ΔT est le changement de température par rapport aux conditions standard pendant l'étalonnage.
- Influence de l'humidité: une humidité élevée peut entraîner une condensation sur des composants électroniques qui peuvent introduire le bruit dans des mesures ou même des connexions court-circuits si l'humidité pénètre dans les zones sensibles.
- Interférence vibrationnelle: les vibrations peuvent provoquer des lectures transitoires; Ainsi, il est important d'isoler les cellules de charge des machines lourdes à l'aide de supports d'amortissement ou de coussinets en caoutchouc lors de l'étalonnage dans des environnements industriels.
Alors que de nombreux tutoriels se concentrent sur les configurations d'Arduino en raison de leur popularité entre les amateurs et les éducateurs, d'autres plateformes telles que Raspberry Pi ou ESP32 offrent également des options robustes pour interfacer avec les modules HX711:
// Exemple d'extrait de code pour ESP32 en utilisant HX711
#include 'hx711.h '
Échelle HX711;
void setup () {
Serial.begin (115200);
Scale.Begin (LoadCell_Dout_Pin, LoadCell_SCK_PIN);
scale.tare (); // Réinitialisation de l'échelle à zéro
}
VOID LOOP () {
Serial.print ( 'poids: ');
Serial.println (échelle.get_units (10), 1); // obtient en moyenne plus de 10 lectures
}
Cette implémentation simple permet aux utilisateurs familiers avec la programmation ESP32 pour tirer parti de ses capacités tout en maintenant la compatibilité avec les bibliothèques existantes conçues pour le fonctionnement HX711.
Lorsque les utilisateurs rencontrent des problèmes avec leurs cellules de charge qui ne répondent pas linéairement ou de manière cohérente pendant le fonctionnement:
- Test de fluage: permettre un poids constant sur une cellule de charge dans le temps peut révéler un comportement de fluage qui pourrait nécessiter un recalibrage après certaines périodes.
- Mesure de l'hystérésis: Cela implique de charger un poids sur un capteur, puis de le décharger lors de l'enregistrement des lectures à chaque étape - la comparaison de ces valeurs aide à identifier les réponses non linéaires indiquant l'usure ou les dommages dans les jauges de contrainte.
L'étalonnage d'une cellule de charge de tension HX711 est essentiel pour des mesures précises dans diverses applications, des échelles industrielles aux projets de bricolage. En suivant ces méthodes et les meilleures pratiques décrites, les utilisateurs peuvent s'assurer que leurs systèmes sont correctement calibrés, conduisant à des performances fiables.
Une cellule de charge de tension mesure les forces de traction ou les charges appliquées sur sa longueur.
Vous pouvez le vérifier en testant divers poids connus; Si les lectures sont cohérentes sur différents poids, votre facteur d'étalonnage est probablement précis.
Oui, bien que couramment utilisé avec Arduino, tout microcontrôleur qui peut s'interfacer avec les signaux numériques peut fonctionner avec HX711.
Assurer le placement stable des poids, vérifier les connexions et considérer les facteurs environnementaux tels que les vibrations ou les changements de température affectant les lectures.
L'étalonnage doit être effectué périodiquement ou chaque fois qu'il y a des changements dans les conditions d'installation ou environnementales qui pourraient affecter la précision.
[1] https://www.fibossensor.com/how-to-get-a-calibrated-value-from-load-lell-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-does-not-match/
[5] https://forum.arduino.cc/t/hx711-calibration/1137872
[6] https://www.omega.com/en-us/resources/load-cell-calibration
[7] https://www.massload.com/a-comprehensive-guide-to-calibrating-load-cells-and-frainting-crane-scale-accuracy/
[8] https://www.instructables.com/tutorial-how-to-calibrate-and-interface-load-cill-//
[9] https://www.apecusa.com/blog/why-is-my-load-cell-inactust-11-problems-and-solutions-for-trouleshooting-load-cells/
[10] https://github.com/bogde/hx711/issues/70
[11] https://www.allelcoele.com/blog/how-to-set-up-and-calibrate-load-cells-with-the-hx711.html
[12] https://www.lcmsystems.com/load-cell-calibration-importance-and-methods
[13] https://hackaday.io/project/162723-Hedgehog-feeder/log/159813-Calibrating-the-hx711-load-cell
[14] https://www.smdessenors.com/load-cell-trouleshooting-guide/
[15] https://community.particle.io/t/hx711-calibration-factor-issue/56921
[16] https://www.youtube.com/watch?v=AWSBBMUPJSC
[17] https://www.phidget.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-taining-programs/load-cell-cibration/
[23] https://www.800loadcel.com/blog/10-most-common-load-cell-problems-you-cant-ignore.html
[24] https://learn.sparkfun.com/tutorials/load-cell-amplificer-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/faustuly-load-cell-4-problems-to-look-for/
[27] https://www.youtube.com/watch?v=sxzoagf1koo
[28] https://www.fibossensor.com/news/best-practices-for-load-cell-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-cell-calibration-questiques-and-problems/645049
[33] https://www.youtube.com/watch?v=sfp3wd4svbm
[34] https://forum.arduino.cc/t/hx711-with-load-cell-calibration/650485
