Views: 222 Penulis: Leah Publish Time: 2025-02-18 Asal: Lokasi
Menu konten
● Pengantar Pengukuran Ketegangan
● Panduan langkah demi langkah
>> Langkah 1: Kabel sel beban ke HX711
>> Langkah 2: Menginstal Perpustakaan HX711
● Meningkatkan akurasi dan berurusan dengan kebisingan
● FAQ
>> 1. Apa itu sel beban tegangan?
>> 2. Bagaimana cara mengkalibrasi sistem pengukuran ketegangan saya?
>> 3. Dapatkah saya menggunakan jenis sel beban apa pun?
>> 4. Bahasa pemrograman apa yang saya gunakan untuk Arduino?
>> 5. Seberapa akurat sistem ini?
● Kutipan:
Membangun sistem pengukuran ketegangan menggunakan Arduino dan sensor gantung adalah proyek yang menarik yang menggabungkan elektronik, pemrograman, dan rekayasa mesin. Panduan komprehensif ini akan memandu Anda melalui seluruh proses, dari mengumpulkan komponen hingga mengkode Arduino Anda untuk akurat pengukuran ketegangan . Kami juga akan menyertakan gambar dan video untuk menggambarkan setiap langkah, membuatnya lebih mudah untuk Anda ikuti dan memastikan keberhasilan penyelesaian proyek Anda. Tujuan dari proyek ini adalah untuk mempelajari dunia pengukuran, menawarkan pemahaman praktis tentang bagaimana sensor dan mikrokontroler berinteraksi.
Pengukuran ketegangan sangat penting dalam berbagai aplikasi, termasuk sistem penimbangan, pengujian material, otomatisasi industri, dan pemantauan integritas struktural. Apakah Anda merancang skala digital, menguji kekuatan bahan, atau memantau beban pada jembatan gantung, pengukuran tegangan yang akurat sangat penting. Dengan menggunakan sel beban tegangan yang dikombinasikan dengan mikrokontroler Arduino, Anda dapat membuat sistem pengukuran yang tepat yang dapat disesuaikan untuk beberapa penggunaan. Ini membuka pintu untuk solusi khusus yang disesuaikan dengan persyaratan spesifik, menjadikannya keterampilan yang berharga bagi penghobi maupun profesional.
Untuk membangun sistem pengukuran ketegangan Anda, Anda akan memerlukan komponen berikut:
- Papan Arduino: Setiap model seperti Arduino Uno, Nano, atau Mega akan bekerja. Arduino UNO sering dipilih karena kesederhanaan dan kemudahan penggunaannya, sedangkan nano lebih kompak untuk proyek -proyek dengan kendala ruang. Mega menawarkan lebih banyak pin, berguna untuk memperluas sistem Anda di masa depan.
- Sel beban tegangan: Sel beban yang dirancang khusus untuk mengukur tegangan. Sel -sel beban ini hadir dalam berbagai kapasitas, jadi pilih satu yang sesuai dengan kisaran bobot yang ingin Anda ukur.
- HX711 Modul Amplifier: Modul ini memperkuat sinyal kecil dari sel beban. HX711 adalah konverter analog-ke-digital khusus (ADC) yang dirancang khusus untuk timbangan timbangan, menawarkan presisi tinggi dan kemudahan integrasi dengan mikrokontroler.
- Papan tempat tidur dan kabel jumper: Untuk membuat koneksi. Papan roti menyediakan platform yang nyaman untuk membuat prototipe sirkuit Anda, memungkinkan Anda untuk dengan mudah menghubungkan dan memutuskan komponen tanpa solder. Kabel jumper digunakan untuk membuat koneksi listrik yang diperlukan antara berbagai komponen.
- Catu Daya: Biasanya 5V untuk HX711 dan Arduino. Ini bisa menjadi koneksi USB ke komputer Anda atau adaptor daya eksternal.
- Komputer: Untuk memprogram Arduino. Anda akan memerlukan komputer dengan Arduino IDE (Lingkungan Pengembangan Terpadu) yang diinstal untuk menulis, mengkompilasi, dan mengunggah kode ke papan Arduino Anda.
Sel beban adalah transduser yang mengubah gaya atau berat menjadi sinyal listrik. Dalam proyek ini, kami akan fokus pada sel beban tegangan, yang mengukur gaya yang diterapkan dengan cara menarik. Jenis sel beban yang paling umum digunakan dalam aplikasi ini didasarkan pada pengukur regangan yang diatur dalam konfigurasi jembatan wheatstone. Ketika tegangan diterapkan, pengukur regangan berubah bentuk, menyebabkan perubahan resistensi listriknya. Perubahan ini kemudian diukur dengan jembatan wheatstone dan dikonversi menjadi sinyal tegangan, yang diamplifikasi dan diproses oleh modul HX711.
Pengkabelan adalah langkah penting yang memastikan sel beban Anda dan modul HX711 berkomunikasi dengan benar. Ikuti instruksi ini dengan cermat:
1. Identifikasi kabel sel beban:
- Kawat Merah: Eksitasi (+) - Kawat ini memberikan tegangan positif untuk memberi daya pada jembatan wheatstone di sel beban.
- Kawat Hitam: Eksitasi ( -) - Kawat ini menyediakan tegangan tanah atau negatif untuk jembatan Wheatstone.
- Kawat putih: sinyal (+) - Kawat ini membawa tegangan sinyal positif dari jembatan wheatstone.
- Green Wire: Signal ( -) - Kawat ini membawa tegangan sinyal negatif dari jembatan wheatstone.
2. Sambungkan sel beban ke HX711:
- Hubungkan kawat merah ke E+ pada HX711. Ini menghubungkan tegangan eksitasi ke modul HX711.
- Hubungkan kawat hitam ke E- pada HX711. Ini menghubungkan tanah ke modul HX711.
- Hubungkan kawat putih ke A+ di HX711. Ini menghubungkan sinyal positif ke modul HX711.
- Hubungkan kawat hijau ke A- di HX711. Ini menghubungkan sinyal negatif ke modul HX711.
3. Hubungkan HX711 ke Arduino:
- Hubungkan pin VCC HX711 ke 5V di Arduino. Ini kekuatan modul HX711 dengan 5V dari Arduino.
- Hubungkan pin GND HX711 ke GND di Arduino. Ini memberikan landasan bersama antara Arduino dan HX711.
- Hubungkan pin DT HX711 ke Digital Pin 2 di Arduino. PIN DT (Data) mengirimkan sinyal digital yang dikonversi dari HX711 ke Arduino.
- Hubungkan pin sck HX711 ke Digital Pin 3 di Arduino. Pin SCK (jam seri) digunakan untuk menyinkronkan transmisi data antara HX711 dan Arduino.
Untuk berkomunikasi dengan modul HX711, Anda perlu menginstal perpustakaannya di IDE Arduino Anda. Perpustakaan ini menyediakan fungsi untuk membaca data dari HX711 dan melakukan konversi yang diperlukan:
1. Buka IDE Arduino Anda.
2. Pergi ke Sketsa> Sertakan Perpustakaan> Kelola Perpustakaan. Ini membuka manajer perpustakaan, di mana Anda dapat mencari dan menginstal perpustakaan.
3. Cari 'HX711 ' dan instal. Cari perpustakaan oleh Bogdan Neculaesei, karena ini adalah salah satu perpustakaan yang paling dapat diandalkan dan banyak digunakan untuk HX711.
Sekarang semuanya terhubung, saatnya untuk menulis kode. Di bawah ini adalah contoh sketsa sederhana yang membaca nilai dari sel beban dan mencetaknya ke monitor serial. Ini adalah kode awal yang akan Anda gunakan untuk menguji fungsionalitas dasar sistem Anda.
#include 'hx711.h '
Skala HX711;
const int loadcell_dt_pin = 2;
const int loadcell_sck_pin = 3;
void setup () {
Serial.Begin (9600);
scale.begin (loadcell_dt_pin, loadcell_sck_pin); // pin dt 2, pin sck 3
scale.set_scale ();
skala.tare (); // Reset ke nol
Serial.println ( 'HX711 Ready! ');
}
void loop () {
if (scale.is_ready ()) {
bacaan panjang = skala.get_units (10); // rata -rata 10 bacaan
Serial.println (Reading);
tunda (1000);
} kalau tidak {
Serial.println ( 'skala tidak siap ');
}
}
Kode ini menginisialisasi skala, mengaturnya menjadi nol, dan terus membaca data darinya setiap detik. Ini memeriksa apakah HX711 sudah siap dan kemudian rata -rata 10 bacaan untuk mengurangi kebisingan. Hasilnya dicetak ke monitor serial.
Kalibrasi sangat penting untuk pengukuran yang akurat. Untuk mengkalibrasi sistem Anda, Anda perlu menentukan faktor kalibrasi yang benar. Faktor ini mengubah bacaan mentah dari HX711 menjadi unit yang bermakna, seperti gram atau kilogram.
1. Tempatkan bobot yang diketahui pada sel beban. Mulailah dengan berat yang diketahui, seperti berat kalibrasi 1kg.
2. Sesuaikan faktor kalibrasi dalam kode Anda sampai bacaan cocok dengan bobot yang diketahui. Anda dapat menggunakan monitor serial untuk mengamati pembacaan dan membuat penyesuaian.
Anda dapat memodifikasi kode Anda seperti ini:
#include 'hx711.h '
Skala HX711;
const int loadcell_dt_pin = 2;
const int loadcell_sck_pin = 3;
float calibration_factor = -7050; // Sesuaikan nilai ini berdasarkan sel beban Anda
void setup () {
Serial.Begin (9600);
scale.begin (loadcell_dt_pin, loadcell_sck_pin);
scale.set_scale (calibration_factor);
skala.tare (); // Reset ke nol
Serial.println ( 'HX711 Ready! ');
}
void loop () {
if (scale.is_ready ()) {
float reading = scale.get_units (10);
Serial.print ( 'Berat: ');
Serial.Print (Reading);
Serial.println ( 'g ');
tunda (1000);
} kalau tidak {
Serial.println ( 'skala tidak siap ');
}
}
Dalam kode yang diperbarui ini, `calibration_factor` adalah variabel yang perlu Anda sesuaikan. Setelah mengunggah kode ini ke Arduino Anda, letakkan bobot yang diketahui pada sel beban dan amati pembacaan di monitor serial. Sesuaikan nilai `calibration_factor` hingga bacaan cocok dengan berat yang diketahui. Tanda negatif mungkin diperlukan tergantung pada orientasi sel beban Anda.
Salah satu tantangan dengan pengukuran sel beban adalah berurusan dengan kebisingan. Kebisingan dapat berasal dari berbagai sumber, termasuk gangguan listrik, getaran, dan fluktuasi catu daya. Berikut adalah beberapa teknik untuk meningkatkan keakuratan sistem pengukuran ketegangan Anda:
- Rata -rata banyak bacaan: Seperti yang terlihat dalam contoh kode, rata -rata beberapa bacaan dapat membantu mengurangi dampak kebisingan acak.
- Penyaringan: Menerapkan filter digital, seperti filter rata -rata bergerak atau filter Kalman, selanjutnya dapat mengurangi kebisingan.
- Perisai: Melindungi sel beban dan modul HX711 dapat membantu melindungi mereka dari gangguan listrik.
- Catu daya yang stabil: Menggunakan catu daya yang stabil dan bersih dapat meminimalkan fluktuasi yang dapat mempengaruhi pembacaan.
Setelah kalibrasi, uji sistem Anda dengan menggantung bobot yang berbeda dan mengamati jika pembacaannya akurat. Mulailah dengan berbagai bobot yang diketahui dan bandingkan pembacaan dari sistem Anda dengan bobot yang sebenarnya. Membuat penyesuaian seperlunya berdasarkan pengamatan Anda.
Untuk panduan visual, lihat tutorial video ini yang berjalan dengan menghubungkan sel beban dengan modul HX711 dan memprogram Arduino:
Video ini memberikan demonstrasi selangkah demi selangkah dari seluruh proses, membuatnya lebih mudah bagi Anda untuk mengikuti.
Membangun sistem pengukuran ketegangan menggunakan Arduino dan sensor gantung adalah proyek yang bermanfaat yang meningkatkan pemahaman Anda tentang elektronik dan pemrograman. Dengan mengikuti panduan ini, Anda dapat membuat sistem pengukuran tegangan yang akurat yang cocok untuk berbagai aplikasi. Ingatlah untuk mengkalibrasi sistem Anda dengan cermat dan ambil langkah -langkah untuk meminimalkan kebisingan untuk hasil terbaik. Proyek ini bukan hanya tentang membangun sistem; Ini tentang memahami prinsip -prinsip pengukuran, pemrosesan sinyal, dan kontrol.
Sel beban tegangan mengukur gaya yang diterapkan dalam arah penarik dan mengubahnya menjadi sinyal listrik. Ini sangat penting dalam skenario di mana Anda perlu mengukur berapa banyak sesuatu ditarik atau diregangkan.
Tempatkan bobot yang diketahui pada sel beban dan sesuaikan faktor kalibrasi dalam kode Anda sampai bacaan cocok dengan bobot yang diketahui. Proses ini memastikan bahwa sistem Anda memberikan pengukuran yang akurat dan andal.
Meskipun sel beban apa pun dapat bekerja, pastikan itu dirancang khusus untuk pengukuran tegangan untuk hasil terbaik. Menggunakan jenis sel beban yang benar mengoptimalkan keakuratan dan keandalan pengukuran Anda.
Arduino menggunakan versinya sendiri dari bahasa pemrograman C/C ++ sendiri. Bahasa ini ramah pengguna dan memiliki dukungan masyarakat yang luas, menjadikannya ideal untuk pemula dan pemrogram yang berpengalaman.
Dengan komponen kalibrasi dan kualitas yang tepat, sistem ini dapat mencapai akurasi tinggi yang cocok untuk sebagian besar aplikasi. Kalibrasi reguler dan pemeliharaan yang tepat memastikan akurasi berkelanjutan dari waktu ke waktu.
[1] https://sharpweighingscale.com/a-beginners-guide-to-using-tension-load-cells-with-arduino/
[2] https://www.instructable.com/get-a-hanging-weight-sensor-for-yuruinoo-proje/
[3] https://blog.csdn.net/acktomas/article/details/139938916
[4] https://www.hackster.io/tangielsky/tension-meter-for-saw-mlades-on-band-saws-with-arduino-3d3298
[5] https://electronics.stackexchange.com/questions/18156/whhats-simplest-way-to-measure-mass-or-weight-with-arduino
[6] https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/pmc6358960/
[7] https://www.youtube.com/watch?v=sxzoagf1koo
[8] https://forum.arduino.cc/t/looking-for-a-tension-sensor-not-load-sensor/1017088
[9] https://www.fibossensor.com/how-to-interface-a-100kg-tension-load-cell-with-arduino.html
[10] https://www.instructable.com/arduino-tension-sale-with-40-kg-luggage-load-cell/
