Bagaimana cara menggunakan sel beban dengan Arduino?

Menu konten

● Perkenalan

● Apa itu sel beban?

>> Jenis sel beban

● Komponen dibutuhkan

● Pengkabelan sel beban ke Arduino

>> Langkah 1: Sambungkan sel beban ke HX711

>> Langkah 2: Sambungkan HX711 ke Arduino

● Memprogram Arduino

>> Langkah 1: Instal perpustakaan HX711

>> Langkah 2: Unggah kode

● Menguji pengaturan

● Kalibrasi

● Aplikasi sel beban dengan Arduino

● Memecahkan masalah masalah umum

● Proyek tingkat lanjut dengan sel beban

● Kesimpulan

● Pertanyaan yang sering diajukan

>> 1. Berapa berat maksimum yang dapat diukur oleh sel beban?

>> 2. Bagaimana cara mengkalibrasi sel beban saya?

>> 3. Dapatkah saya menggunakan beberapa sel beban dengan satu Arduino?

>> 4. Apa yang harus saya lakukan jika sel beban saya tidak memberikan bacaan?

>> 5. Dapatkah saya menggunakan sel beban untuk mengukur gaya?

Perkenalan

Di dunia proyek elektronik dan DIY, sel beban adalah komponen penting untuk mengukur berat dan kekuatan. Ketika dikombinasikan dengan Arduino, mereka dapat digunakan untuk membuat berbagai aplikasi, dari skala penimbangan sederhana hingga sistem pengukuran gaya yang kompleks. Artikel ini akan memandu Anda melalui proses menggunakan sel beban dengan Arduino, mencakup semuanya dari dasar -dasar Memuat sel ke implementasi langkah demi langkah dari proyek skala penimbangan.

Apa itu sel beban?

Sel beban adalah jenis transduser yang mengubah gaya atau berat menjadi sinyal listrik. Jenis sel beban yang paling umum adalah sel beban pengukur regangan, yang menggunakan prinsip pengukur regangan untuk mengukur deformasi. Ketika beban diterapkan pada sel beban, itu sedikit berubah bentuk, menyebabkan perubahan resistensi pada pengukur regangan. Perubahan resistansi ini kemudian dikonversi menjadi sinyal listrik yang dapat diukur dan diproses.

Jenis sel beban

1. Sel beban kompresi: Sel -sel beban ini mengukur gaya yang diterapkan secara tekan. Mereka sering digunakan dalam aplikasi di mana beban diterapkan secara vertikal.

2. Sel beban tegangan: Sel -sel beban ini mengukur gaya yang diterapkan dengan cara tarik. Mereka digunakan dalam aplikasi di mana beban ditarik.

3. Sel beban balok geser: Sel -sel beban ini mengukur gaya yang diterapkan dalam arah geser. Mereka biasanya digunakan dalam aplikasi industri.

4. Sel -sel beban balok lentur: Sel -sel beban ini mengukur lentur balok di bawah beban. Mereka sering digunakan dalam timbangan timbangan.

Komponen dibutuhkan

Untuk mengatur sel beban dengan Arduino, Anda akan memerlukan komponen berikut:

◆ Sel beban: Sel beban pengukur regangan yang cocok untuk aplikasi Anda.

◆ Amplifier HX711: Ini adalah konverter analog-ke-digital 24-bit presisi yang biasanya digunakan dengan sel beban untuk memperkuat sinyal kecil yang dihasilkan oleh sel beban.

◆ Dewan Arduino: Dewan Arduino, seperti Arduino Uno, Mega, atau Nano, akan bekerja.

◆ Papan Breadboard dan Kabel Jumper: Untuk membuat koneksi antar komponen.

◆ Catu daya: Bergantung pada sel beban dan pengaturan Arduino Anda, Anda mungkin memerlukan catu daya eksternal.

Pengkabelan sel beban ke Arduino

Langkah 1: Sambungkan sel beban ke HX711

Sel beban biasanya memiliki empat kabel: merah, hitam, putih, dan hijau. Pengkabelannya adalah sebagai berikut:

◆ Kawat Merah: Sambungkan ke E+ (eksitasi positif) pada HX711.

◆ Kawat Hitam: Sambungkan ke E- (Eksitasi Negatif) pada HX711.

◆ Kawat putih: Sambungkan ke A- (sinyal negatif) pada HX711.

◆ Green Wire: Sambungkan ke A+ (sinyal positif) pada HX711.

Langkah 2: Sambungkan HX711 ke Arduino

Selanjutnya, hubungkan HX711 ke Arduino. Koneksi khasnya adalah:

◆ VCC: Sambungkan ke pin 5V di Arduino.

◆ GND: Sambungkan ke pin GND di Arduino.

◆ DT (Data): Sambungkan ke pin digital di Arduino (misalnya, pin 2).

◆ SCK (jam): Sambungkan ke pin digital lain di Arduino (misalnya, pin 3).

Memprogram Arduino

Langkah 1: Instal perpustakaan HX711

Untuk berkomunikasi dengan HX711, Anda harus menginstal pustaka HX711. Anda dapat melakukan ini melalui IDE Arduino:

1. Buka Ide Arduino.

2. Pergi ke Sketsa> Sertakan Perpustakaan> Kelola Perpustakaan.

3. Di Library Manager, cari 'HX711 ' dan instal Perpustakaan oleh Bogdan Necula.

Langkah 2: Unggah kode

1. Hubungkan Arduino Anda ke komputer Anda menggunakan kabel USB.

2. Pilih papan dan port yang benar di IDE Arduino.

3. Klik tombol Unggah untuk mengunggah kode ke Arduino Anda.

Menguji pengaturan

Setelah kode diunggah, buka monitor serial di IDE Arduino (atur laju baud ke 9600). Anda harus melihat berat yang ditampilkan dalam gram. Tempatkan bobot yang diketahui pada sel beban untuk menguji akurasinya.

Kalibrasi

Untuk memastikan pengukuran yang akurat, Anda perlu mengkalibrasi sel beban Anda. Kalibrasi melibatkan pengaturan bobot yang diketahui dan menyesuaikan faktor skala dalam kode Anda. Inilah cara melakukannya:

1. Tempatkan bobot yang diketahui pada sel beban.

2. Perhatikan bacaan yang ditampilkan di monitor serial.

3. Hitung faktor skala menggunakan rumus:

Faktor Skala = Timbang yang Diketahui dari Faktor CellScale Beban = Membaca Dari Berat Badan yang Diketahui

4. Perbarui faktor skala dalam kode Anda menggunakan skala.set_scale (skala_factor);.

Aplikasi sel beban dengan Arduino

Sel beban dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk:

1. Timbangan Penimbangan: Buat skala penimbangan digital untuk dapur atau penggunaan industri.

2. Pengukuran gaya: Ukur gaya yang diterapkan dalam berbagai percobaan atau aplikasi.

3. Pemantauan Beban: Pantau beban pada struktur atau kendaraan.

4. Robotika: Gunakan sel beban dalam aplikasi robot untuk mengukur distribusi berat.

5. Otomatisasi Industri: Mengintegrasikan sel beban ke dalam sistem otomatis untuk kontrol kualitas dan pemantauan proses.

Memecahkan masalah masalah umum

1. Bacaan yang tidak akurat: Pastikan sel beban dikalibrasi dengan benar dan tidak ada gangguan mekanis. Periksa apa pun penghalang fisik yang dapat mempengaruhi kinerja sel beban.

2. Tidak ada output: Periksa semua koneksi dan pastikan bahwa HX711 didukung dengan benar. Pastikan Arduino menerima daya dan bahwa pin yang benar sedang digunakan.

3. Bacaan yang berfluktuasi: Ini mungkin disebabkan oleh kebisingan listrik. Pastikan kabelnya aman dan pertimbangkan untuk menggunakan kabel yang terlindung. Selain itu, cobalah untuk meminimalkan jarak antara sel beban dan HX711 untuk mengurangi gangguan.

4. Overloading: Jika sel beban mengalami bobot di luar kapasitasnya yang dinilai, itu mungkin rusak. Selalu pastikan bahwa beban yang diterapkan tidak melebihi spesifikasi sel beban.

5. Masalah Perangkat Lunak: Jika pembacaan tidak konsisten, periksa kode untuk kesalahan apa pun. Pastikan perpustakaan HX711 diinstal dengan benar dan pin didefinisikan dengan benar dalam kode.

Proyek tingkat lanjut dengan sel beban

Setelah Anda menguasai dasar -dasar menggunakan sel beban dengan Arduino, Anda dapat menjelajahi proyek yang lebih maju. Berikut beberapa ide:

1. Skala Penimbangan Cerdas: Mengintegrasikan modul tampilan (seperti LCD atau OLED) untuk menunjukkan bobot secara real-time. Anda juga dapat menambahkan fitur seperti fungsionalitas tare dan konversi unit (gram ke pound).

2. Sistem Pencatatan Data: Gunakan modul kartu SD untuk mencatat data berat dari waktu ke waktu. Ini dapat berguna untuk memantau perubahan berat badan dalam berbagai aplikasi, seperti melacak konsumsi makanan atau memantau inventaris.

3. Pengukuran Berat Nirkabel: Menerapkan modul komunikasi nirkabel (seperti Modul ESP8266 atau Bluetooth) untuk mengirim data berat ke smartphone atau komputer untuk pemantauan jarak jauh.

4. Sistem Makanan Otomatis: Gabungkan sel beban dengan pengumpan bermotor untuk membuat sistem makan otomatis untuk hewan peliharaan atau ternak. Sistem ini dapat mengeluarkan jumlah makanan tertentu berdasarkan pengukuran berat badan.

5. Pengukuran kekuatan dalam robotika: Gunakan sel beban dalam lengan robot untuk mengukur gaya yang diberikan selama tugas. Ini dapat membantu dalam memprogram robot untuk menangani benda -benda halus tanpa merusaknya.

Kesimpulan

Menggunakan sel beban dengan Arduino membuka dunia kemungkinan untuk mengukur berat dan kekuatan dalam berbagai aplikasi. Dengan mengikuti langkah -langkah yang diuraikan dalam artikel ini, Anda dapat berhasil mengatur sel beban dan membuat skala penimbangan sendiri atau sistem pengukuran kekuatan. Dengan beberapa kreativitas, Anda dapat memperluas proyek ini ke dalam aplikasi yang lebih kompleks, menjadikannya tambahan yang berharga untuk toolkit elektronik Anda.

Pertanyaan yang sering diajukan

1. Berapa berat maksimum yang dapat diukur oleh sel beban?

Bobot maksimum yang dapat diukur oleh sel beban tergantung pada spesifikasinya. Sel beban datang dalam berbagai kapasitas, mulai dari beberapa gram hingga beberapa ton. Selalu periksa lembar data sel beban yang Anda gunakan untuk menentukan beban maksimumnya.

2. Bagaimana cara mengkalibrasi sel beban saya?

Untuk mengkalibrasi sel beban Anda, letakkan bobot yang diketahui dan perhatikan bacaan yang ditampilkan di Arduino. Hitung faktor skala menggunakan rumus: skala faktor = berat / pembacaan yang diketahui dari sel beban. Perbarui faktor skala dalam kode Anda sesuai.

3. Dapatkah saya menggunakan beberapa sel beban dengan satu Arduino?

Ya, Anda dapat menggunakan beberapa sel beban dengan satu Arduino, tetapi Anda perlu menggunakan beberapa modul HX711, karena setiap HX711 hanya dapat menangani satu sel beban. Anda dapat menghubungkan beberapa modul HX711 ke pin yang berbeda di Arduino dan membacanya secara terpisah dalam kode Anda.

4. Apa yang harus saya lakukan jika sel beban saya tidak memberikan bacaan?

Jika sel beban Anda tidak memberikan bacaan, periksa semua koneksi untuk memastikan mereka aman. Verifikasi bahwa HX711 didukung dengan benar dan bahwa Arduino berfungsi. Selain itu, pastikan bahwa sel beban tidak kelebihan beban atau rusak.

5. Dapatkah saya menggunakan sel beban untuk mengukur gaya?

Ya, sel beban dapat digunakan untuk mengukur gaya. Dengan menerapkan gaya ke sel beban, itu akan menghasilkan pembacaan berat yang sesuai. Ini dapat berguna dalam berbagai aplikasi, seperti bahan pengujian atau mengukur gaya yang diberikan oleh sistem mekanis.